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First demonstration of improving laser propagation inside the spherical hohlraums by using the cylindrical laser entrance hole 被引量:1
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作者 Wenyi Huo Zhichao Li +24 位作者 Dong Yang Ke Lan Jie Liu Guoli Ren Sanwei Li Zhiwen Yang Liang Guo Lifei Hou Xuefei Xie Yukun Li Keli Deng Zheng Yuan Xiayu Zhan Guanghui Yuan Haijun Zhang Baibin Jiang Lizhen Huang Kai Du Runchang Zhao Ping Li Wei Wang Jingqin Su Yongkun Ding Xiantu He Weiyan Zhang 《Matter and Radiation at Extremes》 SCIE EI CAS 2016年第1期2-7,共6页
The octahedral spherical hohlraums have natural superiority in maintaining high radiation symmetry during the entire capsule implosion process in indirect drive inertial confinement fusion.While,in contrast to the cyl... The octahedral spherical hohlraums have natural superiority in maintaining high radiation symmetry during the entire capsule implosion process in indirect drive inertial confinement fusion.While,in contrast to the cylindrical hohlraums,the narrow space between the laser beams and the spherical hohlraum wall is usually commented.In this Letter,we address this crucial issue and report our experimental work conducted on the SGIII-prototype laser facility which unambiguously demonstrates that a simple design of cylindrical laser entrance hole(LEH)can dramatically improve the laser propagation inside the spherical hohlraums.In addition,the laser beam deflection in the hohlraum is observed for the first time in the experiments.Our 2-dimensional simulation results also verify qualitatively the advantages of the spherical hohlraums with cylindrical LEHs.Our results imply the prospect of adopting the cylindrical LEHs in future spherical ignition hohlraum design. 展开更多
关键词 Spherical hohlraum laser propagation Cylindrical laser entrance hole laser spot movement
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Picosecond Laser Machining of Deep Holes in Silicon Infiltrated Silicon Carbide Ceramics 被引量:1
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作者 张青 WANG Chunhui +2 位作者 LIU Yongsheng ZHANG Litong CHENG Guanghua 《Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)》 SCIE EI CAS 2015年第3期437-441,共5页
Silicon infiltrated silicon carbide (Si-SiC) ceramics, as high hardness materials, are difficult to machine, especially drilling micro-holes. In this study, the interaction of picosecond laser pulses (1 ps at 1 030... Silicon infiltrated silicon carbide (Si-SiC) ceramics, as high hardness materials, are difficult to machine, especially drilling micro-holes. In this study, the interaction of picosecond laser pulses (1 ps at 1 030 nm) with Si-SiC ceramics was investigated. Variations of the diameter and depth of circular holes with the growth of the laser energy density were obtained. The results indicate that the increase of machining depth follows a nonlinear relation with the increasing of laser energy density, while the diameter has little change with that. Moreover, it is found that some debris and particles are deposited around and inside the holes and waviness is in the entrance and at walls of the holes after laser processing. 展开更多
关键词 picosecond laser deep holes silicon infiltrated silicon carbide ceramic
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Vertical cavity surface emitting laser transverse mode and polarization control by elliptical hole photonic crystal
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作者 曹田 徐晨 +4 位作者 解意洋 阚强 魏思民 毛明明 陈弘达 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第2期261-264,共4页
The polarization of traditional photonic crystal(PC) vertical cavity surface emitting laser(VCSEL) is uncontrollable,resulting in the bit error increasing easily.Elliptical hole photonic crystal can control the tr... The polarization of traditional photonic crystal(PC) vertical cavity surface emitting laser(VCSEL) is uncontrollable,resulting in the bit error increasing easily.Elliptical hole photonic crystal can control the transverse mode and polarization of VCSEL efficiently.We analyze the far field divergence angle,and birefringence of elliptical hole PC VCSEL.When the ratio of minor axis to major axis b/a = 0.7,the PC VCSEL can obtain single mode and polarization.According to the simulation results,we fabricate the device successfully.The output power is 1.7 mW,the far field divergence angle is less than 10°,and the side mode suppression ratio is over 30 dB.The output power in the Y direction is 20 times that in the X direction. 展开更多
关键词 photonic crystal vertical cavity surface emitting laser(VCSEL) elliptical holes single mode polarization control
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Single-mode low threshold current multi-hole vertical-cavity surface-emitting lasers 被引量:1
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作者 赵振波 徐晨 +3 位作者 解意洋 周康 刘发 沈光地 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第3期232-235,共4页
A multi-hole vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) operating in stable single mode with a low threshold current was produced by introducing multi-leaf scallop holes on the top distributed Bragg-refleetor of... A multi-hole vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) operating in stable single mode with a low threshold current was produced by introducing multi-leaf scallop holes on the top distributed Bragg-refleetor of an oxidation- confined 850 nm VCSEL. The single-mode output power of 2.6 mW, threshold current of 0.6 mA, full width of half maximum lasing spectrum of less than 0.1 nm, side mode suppression ratio of 28.4 dB, and far-field divergence angle of about 10% are obtained. The effects of different hole depths on the optical characteristics are simulated and analysed, including far-field divergence, spectrum and lateral cavity mode. The single-mode performance of this multi-hole device is attributed to the large radiation loss from the inter hole spacing and the scattering loss at the bottom of the holes, particularly for higher order modes. 展开更多
关键词 single mode low threshold current multi-hole vertical-cavity surlace-emitting laser
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不同成形方式对WE43镁合金组织和力学性能的影响
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作者 门正兴 王亮 +4 位作者 李坤 陈雯 吉辰 李子澈 屈仁春 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第15期82-87,119,共7页
采用激光选区熔化成形(SLM)、铸造及挤压方式制备了WE43镁合金试样,通过维氏硬度计、密度测试计、光学显微镜、扫描电镜以及拉伸试验机等设备分析了不同制备方式下WE43镁合金的宏微观组织和力学性能变化规律;设计了基于指数函数的模型... 采用激光选区熔化成形(SLM)、铸造及挤压方式制备了WE43镁合金试样,通过维氏硬度计、密度测试计、光学显微镜、扫描电镜以及拉伸试验机等设备分析了不同制备方式下WE43镁合金的宏微观组织和力学性能变化规律;设计了基于指数函数的模型对不同成形方式的WE43应力–应变曲线进行统一拟合,为WE43材料未来增材、减材以及等材工艺复合制造复杂零件打下基础。结果表明,SLM成形WE43有明显的各向异性,铸态和挤压态不明显。SLM成形WE43镁合金的强度最高,抗拉强度达到313 MPa,是铸态的183%;挤压态WE43镁合金塑性最好,伸长率达到10.2%,是铸态的232%;此外,SLM态镁合金密度只有1.731 g/cm^(3),仅为挤压态的85.7%和铸态的95.2%。在断裂特性上,SLM态和挤压态为韧性断裂,而铸造态为脆性断裂。在内部存在20μm左右孔洞形缺陷的情况下,SLM成形镁合金依然具有最高的强度,主要原因是SLM成形WE43镁合金平均晶粒尺寸仅为2.6μm,基体内存在大量的稀土相沉淀以及纳米级亚稳相。由此可知,通过进一步的后处理方法焊合SLM态镁合金内部孔洞形缺陷后,材料力学性能可以大幅提高。 展开更多
关键词 WE43 激光选区熔化成形(SLM) 孔洞形缺陷 晶粒尺寸 应力-应变曲线
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基于激光选区熔化技术的金属悬垂圆孔结构无支撑成形工艺优化与质量研究
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作者 王迪 李浩然 +3 位作者 胡伟南 牛吉梅 刘林青 马迎 《铸造技术》 CAS 2024年第8期752-762,共11页
基于激光选区熔化(SLM)技术制造的随形冷却模具,凭借其优异的冷却性能,能够显著提高加工效率,有效降低生产成本,成为未来注塑成型模具的重要发展方向,但目前在使用SLM技术成形随形冷却模具内部的圆形流道方面仍存在诸多挑战。在SLM成形... 基于激光选区熔化(SLM)技术制造的随形冷却模具,凭借其优异的冷却性能,能够显著提高加工效率,有效降低生产成本,成为未来注塑成型模具的重要发展方向,但目前在使用SLM技术成形随形冷却模具内部的圆形流道方面仍存在诸多挑战。在SLM成形时,随形冷却模具内部圆形流道的结构主要表现为悬垂圆孔结构,若直接使用传统工艺策略成形悬垂圆孔结构易出现翘曲、粘粉等缺陷,同时由于随形冷却模具内部流道复杂的特点,其内部流道无法通过添加支撑辅助成形。采用在模具外侧添加支撑结构的方法,可调整模具成形角度,增强悬垂圆孔结构自支撑性,但会增加额外成形时间与成形材料,导致生产成本增高。优化悬垂圆孔结构无支撑成形工艺,实现在不添加支撑结构的前提下满足随形冷却模具对流道成形质量要求,能够有效降低随形冷却模具生产成本并获得高质量成型件。本文对金属悬垂圆孔结构成形工艺策略进行优化,以316L不锈钢悬垂圆孔结构为对象,分析了工艺策略、孔径对悬垂圆孔成形质量的影响。采用一种基于加工层角度自适应的下表面工艺区域划分策略,研究该工艺区策略对于无支撑金属悬垂圆孔成形的适用性,并使用该工艺制造冷却模具样件,对成件的成形质量进行分析。结果表明采用基于加工层角度自适应的下表面工艺区域划分策略可明显抑制成形过程中的翘曲行为。使用该工艺策略成形的随形水冷模具样件无明显质量缺陷,内部流道的表面质量与成形精度满足使用要求。 展开更多
关键词 激光选区熔化 悬垂圆孔结构成形 无支撑成形 工艺优化 成形质量 随形水冷模具
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激光冲击诱导应力波对残余应力孔洞形成的影响
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作者 盛湘飞 谭慧勇 +2 位作者 袁文志 苟江龙 李智 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期153-163,共11页
目的揭示残余应力孔洞形成的影响机制。方法采用有限元动力学仿真,实现对激光冲击诱导应力波传播过程的捕捉和特性分析。结果在2000 ns以内的光斑作用区域,材料的初始应力仅受到激光冲击诱导Ⅱ类应力波的扰动作用,此扰动作用由光斑中心... 目的揭示残余应力孔洞形成的影响机制。方法采用有限元动力学仿真,实现对激光冲击诱导应力波传播过程的捕捉和特性分析。结果在2000 ns以内的光斑作用区域,材料的初始应力仅受到激光冲击诱导Ⅱ类应力波的扰动作用,此扰动作用由光斑中心向外依次减弱,引起的应力波动幅值由2459 MPa降至224 MPa;在其他工艺参数相同的情况下,残余应力孔洞随着峰值压力和脉宽的增加而变得更加明显,应力幅值差σ_(k)分别由0、114 MPa增至454、568 MPa,孔洞直径d_(k)分别由0、0.8 mm增至约1.4 mm,光斑直径的影响相对较弱。在激光能量3 J的作用下,空间高斯分布对应结果存在应力孔洞,σ_(k)、d_(k)分别为190 MPa、1 mm。将空间平顶分布激光能量增至7 J,对应结果由3 J激光能量时的无应力孔洞转变为存在明显应力孔洞,σ_(k)、d_(k)分别为634 MPa、1.4 mm。另外,在激光能量3 J的作用下,材料1的应力孔洞最显著,σ_(k)、d_(k)分别为207 MPa、1.4 mm,均高于材料2和材料3的对应值。凸圆面、平面和凹圆面对应的σ_(k)分别为212、190、83 MPa,d_(k)均为1 mm。结论在圆形光斑激光冲击载荷作用下,加载和卸载过程中形成的应力波在光斑中心的汇聚作用均较强,导致光斑中心区域材料持续出现正反向屈服,进而形成残余应力孔洞;在相同参数条件下,激光能量越高,则材料的力学性能越低,应力波扰动作用越强,应力孔洞现象越明显。 展开更多
关键词 激光冲击 应力波 残余应力 应力孔洞 有限元分析 镍基高温合金
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带同轴引气激光制孔中的气动特性分析
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作者 崔子健 张庆才 +1 位作者 谭晓茗 张靖周 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期658-667,共10页
针对锥形激光加工器在航空发动机热部件冷却孔加工过程中的吹渣效果,研究了射流冲击孔板附近的流场特性及其影响因素。针对同轴高压气体撞击带盲孔平板的射流结构,采用数值模拟方法,分析了不同进气压力p_(int)(0.2~1.5 MPa)、射流间距H/... 针对锥形激光加工器在航空发动机热部件冷却孔加工过程中的吹渣效果,研究了射流冲击孔板附近的流场特性及其影响因素。针对同轴高压气体撞击带盲孔平板的射流结构,采用数值模拟方法,分析了不同进气压力p_(int)(0.2~1.5 MPa)、射流间距H/De(3.6,5.6,7.6)和冲击角度α(30°,45°,60°,90°)对盲孔附近气体动力学性能的综合影响。研究结果表明,当H/De为3.6时,随进气压力的增大,盲孔附近的气体动力学性能呈现先逐步提高后剧烈下降的趋势,较好工作压力为1 MPa;当射流间距H/De达到5.6及以上时,适当地增大喷嘴压力可以提高盲孔附近气流的气动水平,但提升有限。随着冲击角度α减小,盲孔内流出质量流量逐渐增大,α为30°时较垂直射流提升约11倍,但在冲击表面上气体的剪切流动随冲击角度减小逐渐变弱。 展开更多
关键词 航空发动机 激光制孔 同轴引气 冲击射流 计算流体动力学
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微纳级GaN基VCSEL中周期反射结构与电子阻挡层的设置作用分析
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作者 祝震宇 贾志刚 +1 位作者 董海亮 许并社 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第8期1337-1343,共7页
氮化镓(GaN)基微纳米结构生长技术的成熟为微纳级GaN基垂直腔面发射激光器(VCSEL)的制备提供了新的途径。本文设计了基于GaN基轴向异质结微纳米柱的微纳级VCSEL结构,采用Al_(0.8)Ga_(0.2)N/In_(0.2)Ga_(0.8)N应变补偿结构作为上下分布... 氮化镓(GaN)基微纳米结构生长技术的成熟为微纳级GaN基垂直腔面发射激光器(VCSEL)的制备提供了新的途径。本文设计了基于GaN基轴向异质结微纳米柱的微纳级VCSEL结构,采用Al_(0.8)Ga_(0.2)N/In_(0.2)Ga_(0.8)N应变补偿结构作为上下分布式布拉格反射镜(DBR),其中Al_(0.8)Ga_(0.2)N层的Al组分远高于传统结构中的电子阻挡层(EBL),能够更好地起到电子阻挡的作用。本文使用商用软件PICS3D构建了电子阻挡层处于不同位置的VCSEL数理模型,并进行数值模拟计算,探索和分析物理机理,解释了不同位置EBL对空穴注入效率的影响。结果表明,采用Al_(0.8)Ga_(0.2)N与In_(0.2)Ga_(0.8)N组成的应变补偿DBR可以更好地提高空穴注入效率,优化器件光电性能。 展开更多
关键词 Ⅲ族氮化物 垂直腔面发射激光器 空穴注入效率 微纳米结构 应变补偿DBR 电子阻挡层
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隧道爆破炮孔激光投射装置研发与应用
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作者 杨俐 宋向荣 +2 位作者 杨林 杨钊 陈培帅 《施工技术(中英文)》 CAS 2024年第12期102-106,共5页
为解决传统钻爆法隧道爆破炮孔人工粗略定位或采用全站仪定位少数炮孔点导致炮孔放样效果差的问题,基于激光投射技术,研发主控芯片控制激光单元、分光器和光栅协同,实现炮孔激光快速投射,并通过现场试验验证。工程试验结果表明:本装置... 为解决传统钻爆法隧道爆破炮孔人工粗略定位或采用全站仪定位少数炮孔点导致炮孔放样效果差的问题,基于激光投射技术,研发主控芯片控制激光单元、分光器和光栅协同,实现炮孔激光快速投射,并通过现场试验验证。工程试验结果表明:本装置可将复杂图形一次性以点+线结合的方式投射至掌子面;掌子面凹凸变化在20cm以内,各炮孔定位偏差在3cm以内,可满足现场作业要求;相对于常规全站仪放样而言,在施工便捷性方面有相当大优势,可规范现场炮孔放样作业。 展开更多
关键词 隧道工程 爆破 炮孔 激光投射 应用
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在线激光打孔脉冲持续时间对中支卷烟理化指标及其稳定性的影响研究
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作者 李希强 赵新玉 +7 位作者 张齐 单凯 李辉 袁子豪 孙振昊 赵秀杰 常纪恒 王乐 《中国烟草学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期44-50,共7页
【目的】为中支卷烟在线激光打孔参数设计提供参考。【方法】分别采用显微镜和3D显微镜表征中支卷烟接装纸在线打孔的孔形态特征,考察在线打孔脉冲持续时间对中支卷烟理化指标及其稳定性的影响。【结果】①脉冲持续时间过短(≤47µ... 【目的】为中支卷烟在线激光打孔参数设计提供参考。【方法】分别采用显微镜和3D显微镜表征中支卷烟接装纸在线打孔的孔形态特征,考察在线打孔脉冲持续时间对中支卷烟理化指标及其稳定性的影响。【结果】①脉冲持续时间过短(≤47µs),出现孔未打透的情况,脉冲持续时间过长(≥90µs),出现椭圆孔的情况。②脉冲持续时间与孔直径、孔面积均呈线性正相关关系。③在线打孔脉冲持续时间与卷烟吸阻、滤嘴通风率和总通风率呈二次函数关系,且决定系数R2均在0.99以上;在线打孔脉冲持续时间与卷烟各项化学指标呈线性函数关系,且决定系数R2主要在0.96以上;卷烟水分释放量与打孔持续时间呈二次函数关系,决定系数为0.9767。④随着孔面积的升高及打孔个数的减小,卷烟的吸阻变化较小,均能保持相对稳定,卷烟总粒相物、烟碱、焦油、CO等释放量的标准偏差在脉冲持续时间适中(50~60μs)时比较小。 展开更多
关键词 中支卷烟 在线激光打孔 孔形态 通风率 常规化学成分
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基于点云数据的大曲率工件表面法向计算方法研究 被引量:1
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作者 金强 董志刚 +3 位作者 杨国林 康仁科 孟凡通 宋洪侠 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期124-130,共7页
航空航天构件装配制孔时对垂直度有严格要求,采用机器人等自动设备制孔时,为保证垂直度需要对每一个制孔位置的法向进行在位测量。现有的工件表面法向测量方式难以适应大曲率工件表面的测量需求。通过线激光扫描,可以获得反映工件局部... 航空航天构件装配制孔时对垂直度有严格要求,采用机器人等自动设备制孔时,为保证垂直度需要对每一个制孔位置的法向进行在位测量。现有的工件表面法向测量方式难以适应大曲率工件表面的测量需求。通过线激光扫描,可以获得反映工件局部表面详细信息的点云数据,在此基础上提出一种大曲率工件表面法向计算方法。首先研究了通过主成分分析(PCA)对局部点云数据进行平面拟合获得曲面法向的方法,然后选取了若干典型曲率,通过仿真生成点云数据,并分析了法向拟合误差的变化规律。通过试验验证了上述方法的有效性,结果表明,当点云选择范围在12mm以下时,直径为50mm的圆柱试验件的法向拟合误差可以保证在0.219°以下。 展开更多
关键词 装配制孔 法向测量 垂直度 线激光 点云数据
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激光改性超声振动磨削制孔加工参数优化分析
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作者 陈参 廉洁 +1 位作者 赵波 孙伟光 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期14-18,共5页
为提升孔径出孔端面的品质及其控制精度,在超声振动辅助下针对硬质材料激光改性磨削孔加工参数的优化进行试验与研究。通过运用旋转超声方法,显著提高加工效率,有效克服硬脆材料孔加工难度大的问题。为评判孔出口的质量水平(Hd值),分析... 为提升孔径出孔端面的品质及其控制精度,在超声振动辅助下针对硬质材料激光改性磨削孔加工参数的优化进行试验与研究。通过运用旋转超声方法,显著提高加工效率,有效克服硬脆材料孔加工难度大的问题。为评判孔出口的质量水平(Hd值),分析了孔出口端面崩边区域的范围,并实际测量了孔截面的面积比,进一步探讨了激光改性磨削工艺参数对Hd值的影响。通过试验综合分析,确定最佳的激光改性磨削工艺参数范围:主轴转速为14000~16000 r/min,进给速度为0.5~0.7 mm/min,振幅为7~8μm。与传统的激光加工相比,在最优参数下超声辅助激光改性加工后的表面质量显著提高,划痕大幅减少,显著提升了加工质量。这项研究对于提高硬质材料激光改性磨削的质量具有重要的指导意义,并易于在实际生产中推广应用。 展开更多
关键词 磨削 旋转超声 激光改性 孔崩边 崩边抑制 质量控制
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基于预制孔的SiCf/SiC复合材料微小孔超声振动辅助钻削加工研究
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作者 肖培乾 汪文虎 +2 位作者 吴晓锋 蒋松山 熊一峰 《电加工与模具》 北大核心 2024年第3期54-60,共7页
SiCf/SiC复合材料是典型的硬脆性难加工材料。为解决SiCf/SiC复合材料微小孔(<1 mm)加工难题,提高加工精度和改善加工质量,先采用脉冲激光预制SiCf/SiC微小孔,再在不同预制孔尺寸和加工参数下开展直径0.5 mm的SiCf/SiC微小孔超声振... SiCf/SiC复合材料是典型的硬脆性难加工材料。为解决SiCf/SiC复合材料微小孔(<1 mm)加工难题,提高加工精度和改善加工质量,先采用脉冲激光预制SiCf/SiC微小孔,再在不同预制孔尺寸和加工参数下开展直径0.5 mm的SiCf/SiC微小孔超声振动辅助钻削加工试验,最终确定了合适的激光预制孔尺寸及超声振动辅助钻削加工参数域。结果表明:脉冲激光预制孔时存在的较大热影响区和微裂纹等缺陷,会明显影响后续超声辅助钻削微小孔的入、出口质量,推荐的预制孔直径为0.3 mm;超声振动辅助钻削加工时,选择主轴转速为11000~15000 r/min、进给速度为2~10mm/min,可获得加工质量较好的SiCf/SiC微小孔。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 激光 预制孔 超声辅助钻削 微小孔
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表面菱形孔795 nm VCSEL的偏振特性
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作者 付秋雪 孙玉润 +3 位作者 于淑珍 范屹梁 仇伯仓 董建荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第7期609-617,共9页
795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为铷基芯片级原子钟(Rb-CSAC)的光源,其输出光的偏振不稳定会降低Rb-CSAC的稳定度和精确度。为了满足Rb-CSAC对795 nm VCSEL偏振稳定的需求,设计了一种具有表面菱形孔的偏振稳定的795 nm VCSEL。通过... 795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为铷基芯片级原子钟(Rb-CSAC)的光源,其输出光的偏振不稳定会降低Rb-CSAC的稳定度和精确度。为了满足Rb-CSAC对795 nm VCSEL偏振稳定的需求,设计了一种具有表面菱形孔的偏振稳定的795 nm VCSEL。通过有限时域差分(FDTD)法计算了VCSEL的偏振特性,结果表明VCSEL的顶部分布式布拉格反射镜(DBR)在表面菱形孔的长轴和短轴方向具有不同的反射率。反射率高的偏振模式阈值增益低,成为VCSEL优先激射的主导偏振模式。为进一步提高VCSEL的偏振抑制比(OPSR),将VCSEL的氧化孔制作成尺寸为5.5μm×4.1μm的菱形。对不同长、短轴的表面菱形孔795 nm VCSEL进行偏振测试,结果表明,当表面菱形孔的尺寸为4μm×6μm,且菱形氧化孔的长轴与表面菱形孔的长轴相互垂直时,VCSEL的OPSR可达到16.22 dB。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 表面菱形孔 偏振控制 芯片级原子钟(CSAC) 分布式布拉格反射镜(DBR)
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选区激光熔化圆孔结构的有限元模拟及实验验证
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作者 吴新星 江五贵 +3 位作者 陈韬 毛隆辉 占战才 周翔 《南昌航空大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第3期78-87,共10页
圆孔是选区激光成型件中常见的结构,但实验难以对该成形过程中的变形行为进行评估,而有限元(FE)模拟技术已经广泛用来预测选区激光熔化(SLM)成形过程中的变形行为。因此,本文采用FE方法表征SLM过程中GH4169圆孔模型尺寸精度并用实验验... 圆孔是选区激光成型件中常见的结构,但实验难以对该成形过程中的变形行为进行评估,而有限元(FE)模拟技术已经广泛用来预测选区激光熔化(SLM)成形过程中的变形行为。因此,本文采用FE方法表征SLM过程中GH4169圆孔模型尺寸精度并用实验验证FE结果。在此基础上建立了多层多道次的有限元模型用于研究激光功率、扫描速度和扫描策略及基板预热对通过SLM构建的GH4169圆孔结构制件成形的影响。研究结果表明:随着激光功率的上升和扫描速度的增加,圆孔的尺寸精度是先上升后下降,最佳的工艺参数是激光功率为300 W,扫描速度为1200 mm/s,且模拟结果与实验结果能够较好地吻合。此外,模拟结果还表明在67°旋转轮廓扫描下可以得到更高的尺寸精度,而基板是否预热对圆孔成形的尺寸精度影响不大。因此,本文的研究可以为圆孔结构制件SLM工艺提供优化指导。 展开更多
关键词 选区激光熔化 圆孔 GH4169 变形 尺寸精度 轮廓扫描 基板
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高温化学辅助激光加工微孔孔貌的优化
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作者 王秦阳 孙树峰 +6 位作者 王海涛 张丰云 王茜 王雅迪 魏涛 刘训欢 王萍萍 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第8期180-188,共9页
研究采用高温化学辅助纳秒激光加工方法,在Inconel 718材料上制造微孔。研究了在空气和高温化学两种环境下,不同脉冲数对微孔直径、深度和孔壁特征的影响,并比较了空气和高温化学下微孔的形貌差异,对高温化学辅助纳秒激光加工微孔的材... 研究采用高温化学辅助纳秒激光加工方法,在Inconel 718材料上制造微孔。研究了在空气和高温化学两种环境下,不同脉冲数对微孔直径、深度和孔壁特征的影响,并比较了空气和高温化学下微孔的形貌差异,对高温化学辅助纳秒激光加工微孔的材料去除过程进行了深入研究。通过实验发现较低的脉冲频率对改善高温化学下的微孔形态有益。最后,研究了脉冲延迟对高温化学蚀刻辅助激光加工微孔的影响,并探讨了微孔形成的脉冲延迟规律。结果表明,当延迟时间为1 s时,总加工时间为15 s,孔的圆度改善到0.981,孔壁更加光滑,热影响区也随之减小。增大一定的脉冲延迟可以获得无重铸层、热影响区较小且圆度较好的高质量微孔。 展开更多
关键词 激光材料加工 激光化学 微孔 激光脉冲 脉冲延迟
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大直径孔轴线快速测量方法
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作者 孙筱 余厚云 唐景杰 《测试技术学报》 2024年第4期387-394,共8页
针对航空制造现场的大直径孔轴线测量难题,提出一种基于光电检测技术和准直激光的孔轴线测量方法。首先,使测头在被测孔内稳定支撑,以单模光纤激光器发出的准直光束作为测量基准,测头前端的PSD传感器测量准直激光光斑坐标,以确定测头相... 针对航空制造现场的大直径孔轴线测量难题,提出一种基于光电检测技术和准直激光的孔轴线测量方法。首先,使测头在被测孔内稳定支撑,以单模光纤激光器发出的准直光束作为测量基准,测头前端的PSD传感器测量准直激光光斑坐标,以确定测头相对位置,同时,通过倾角传感器数据修正装夹姿态误差;然后,以激光测距传感器在电机驱动下旋转并测量孔轮廓点的距离,结合电机内部角度编码器的数据,计算出被测孔在当前截面上的中心坐标,移动测头依次测量多个截面;最后,根据所有截面的中心,评定出被测孔的轴线。实验结果表明,本系统轴线测量重复性误差小于0.01 mm,满足一般大直径孔轴线测量要求。 展开更多
关键词 大直径孔 轴线测量 激光测距 光电位置探测器 非接触测量
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基于小孔应力集中的激光预钻孔条件下TBM滚刀侵岩模型建模与试验验证
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作者 张魁 陈振宇 +2 位作者 杨长 郑学军 张旭辉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1279-1288,共10页
激光发生器耦合安装到全断面岩石隧道掘进机(TBM)刀盘上,利用高能量激光辅助TBM掘进作业,理论上有望达到新型热-机械高效破岩之目的。针对激光辅助滚刀破岩,基于小孔应力集中理论的弹性应力状态计算方法,在空腔膨胀模型基础上,建立了一... 激光发生器耦合安装到全断面岩石隧道掘进机(TBM)刀盘上,利用高能量激光辅助TBM掘进作业,理论上有望达到新型热-机械高效破岩之目的。针对激光辅助滚刀破岩,基于小孔应力集中理论的弹性应力状态计算方法,在空腔膨胀模型基础上,建立了一种考虑密实核衍生效应的激光预钻孔条件下滚刀侵岩理论模型,并对模型进行理论分析;随后开展双侧围压下的激光辅助缩尺比例滚刀侵岩试验,对理论模型进行试验验证。研究结果表明,刃宽及孔距均对侵岩垂直力有一定影响,且孔距较小时理论模型不再适用;经对比分析后,在理论模型与试验所得结果中,随着孔距的改变侵岩垂直力有着相同的变化趋势,侵岩垂直力大小较为符合,激光预钻孔条件下滚刀侵岩理论模型具有一定准确性。 展开更多
关键词 TBM 理论建模 激光预钻孔 小孔应力集中 试验验证
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激光热处理对超高强度钢扩孔性能的影响
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作者 何琦 徐晨阳 +4 位作者 侯泽然 刘亿 仇俊鹏 韩非 闵峻英 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期225-230,共6页
针对DP1180和MS1500两种超高强度钢,采用不同激光工艺参数对拉伸试样进行了激光热处理,通过基于数字图像相关(DIC)技术的单向拉伸实验和显微硬度测试获得激光热处理试样的力学性能并确定了最优激光热处理工艺参数。基于该参数对扩孔试... 针对DP1180和MS1500两种超高强度钢,采用不同激光工艺参数对拉伸试样进行了激光热处理,通过基于数字图像相关(DIC)技术的单向拉伸实验和显微硬度测试获得激光热处理试样的力学性能并确定了最优激光热处理工艺参数。基于该参数对扩孔试样进行了激光热处理和扩孔实验,研究了激光热处理对两种超高强度钢扩孔性能的影响。结果表明,激光热处理后两种超高强度钢的扩孔性能均显著提升。DP1180在激光功率700 W、扫描速度5 mm·s^(-1)热处理后的扩孔率较基材增加约25.4%。MS1500在激光功率625 W、扫描速度5 mm·s^(-1)热处理后的扩孔率较基材增加约34.4%。 展开更多
关键词 激光热处理 超高强度钢 扩孔 局部成形性能
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