光束调制激光焊接技术研究现状

激光束的能量分布以及作用方式对难焊材料激光焊接缺陷的抑制和焊缝性能的改善具有积极意义。对激光束进行适当的调制,如输出特种波形、缩小脉宽和改变输出频率等,可以优化激光束的能量分布和作用方式,进而改善焊接效果。概述了光束时间调制和空间调制技术,总结了光束时间调制和光束空间调制激光焊接技术的研究现状。随着激光器等核心器件国产化的持续推进,针对难焊接材料的光束调制激光焊接工艺技术将成为学术界的研究热点。

用于太阳模拟器光束调制的复合抛物面反射器设计

积分球出射光在远距离处的大辐照面上辐照均匀性及辐照度受出射光角度影响较大。针对这一问题,提出将复合抛物面聚光器逆用为复合抛物面反射器的积分球出射光角度调制方法。首先,研究复合抛物面反射器光束调制原理并推导抛物线方程;其次,分析复合抛物面反射器的参数对辐照面辐照均匀性及辐照度的影响,确定复合抛物面反射器的发散角与截取比等尺寸参数;最后,建立发散式太阳模拟器光学系统模型并仿真。仿真结果表明:复合抛物面反射器将积分球出射光半角由82°调制为25°;在太阳模拟器有效辐照面Φ1000 mm内,与未使用复合抛物面反射器相比,当复合抛物面反射器的截取比为20%时,辐照均匀性提高了0.24倍,为97.30%,辐照度提高了5.1倍,为553.54 W/m^(2),实现了远距离处高辐照均匀性的大辐照面模拟。

等离子体烧蚀引起光束调制的功率谱密度计算

采用电子束蒸发制备了1064 nm高反膜样品,并通过激光预处理系统对样品表面的部分区域进行了光栅式扫描,形成等离子体烧蚀区域。搭建了光束质量测试系统,记录在样品表面有无等离子体烧蚀两种情况下的反射光束的空间强度分布。采用经典周期图法,分别计算了各自的强度分布的功率谱密度。结果表明,等离子体烧蚀导致的传输光束峰值强度对应于功率谱密度曲线中心峰值强度,而周期性起伏则体现在相应频率下的峰值。因此功率谱密度曲线可以作为表征光学元件对传输光束调制的手段。

有振幅调制光束经锯齿光阑的衍射特性

用惠更斯-菲涅耳衍射积分对有振幅调制光束经锯齿光阑的衍射作了研究,并与经圆孔硬边光阑的衍射作了计算比较。另外讨论了锯齿光阑参数对有振幅调制光束衍射特性的影响。结果表明,锯齿光阑有较大的填充因子,能抑制轴上光强的衍射调制,并降低横向光强分布的不均匀性。

单光束分波前调制参考光两次曝光全息测位移方向

本文提出用单光束分波前调制参考光两次曝光全息测量物体位移方向的方法。在两次曝光全息图的记录过程中,置于物体一侧的反射镜作微位移,反射镜反射的参考光被调制,由此记录的双曝光全息图含有物体位移方向的信息。在测量光路系统中,设置了两张全息干版,一张用于记录单光束分波前调制参考光两次曝光全息干涉图;另一张记录非调制双曝光全息干涉图。前者用来分析物体的位移方向,后者用于计算物体位移的数值。通过分析,从理论上确定了物体位移方向与反射镜位移方向之间的基本规律。文中着重阐述了位移方向的测量原理,导出了相关公式,给出了实验结果。

高速调制光束在桥式相位共轭镜中的传输特性

高速调制光束在桥式相位共轭镜中的传输特性李焱冯玉文姜永远孙秀冬周忠祥许克彬（哈尔滨工业大学应用物理系１５０００６）在光折变互泵浦相位共轭镜中，两束入射光互相泵浦光折变材料，同时得到各自的相位共轭光。由于共轭光的能量来自于另外束入射光，所以可以获得很大...

干版运动调制光束双曝光全息

本文研究干版运动对记录光束的调制作用及其对双曝光全息测量的影响,推导了干版运动调制光束双曝光干涉图的光强分布数学表达式,在对这种调制干涉条纹形成理论的研究基础上,提出了有干版运动时被测物体三维位移场的全息分析法,其中干版的位移用参考物体法确定。

克尔介质中调制激光束传输的实验和理论研究

介绍了在实验中观察到的类双环状结构调制激光束在克尔介质中的自聚焦现象 ,并在理论上 ,通过建立一个调制光束模型 ,运用数值求解非线性Schr¨Odinger方程 ,详细描述和解释了这种调制光束自聚焦形成的过程及其特点 ,最后还对双环间的耦合效应进行了研究 。

振幅调制高斯光束的聚焦特性及焦深

为了研究在不同数值孔径情况下振幅调制高斯光束的聚焦特性和焦深,采用基于德拜近似条件的矢量衍射理论进行了计算和数值模拟。模拟结果显示,在低数值孔径的光学系统中,焦平面上的光强分布呈圆形;而在高数值孔径的光学系统中,由于存在去偏振效应,光强的分布呈椭圆形分布。结果表明,可以通过改变几何参量和高斯光束的振幅调制参量的幂指数n调节焦点大小和焦深。

利用光纤和调制半导体激光的准直方法(英文)

本文提出了一种新的激光光纤准直方法。利用光传播的平行性和直线性 ,光学准直技术被用于精密地建立几何参数的测量基准 ,在这些应用中 ,光束、处理电路的漂移、杂散光是影响测量精度的主要因素。为了消除这些影响 ,本文利用调制半导体激光技术和光纤技术形成准直光束 ,四象限探测器进行探测 ,相敏检波技术对光电调制信号进行解调 ,所有的信号共享同一信号处理信道 ,且光束的调制频率远离杂散光的频率范围 ,激光光束漂移杂散光、电路漂移被抑制 ,在 1m范围获得了 0 3μm的准直精度。

液晶掩模的纳秒脉冲激光加工试验

利用LCD作为加工掩模,采用波长为1 064 nm的纳秒脉冲激光进行液晶掩模加工试验研究。讨论了液晶掩模对激光的调制作用,并且通过试验研究了液晶掩模加工图形特点和液晶损伤的阈值,测得了液晶掩模损伤阈值。观察液晶掩模的加工形貌发现,图形线条呈现边缘没有烧蚀而内部发生烧蚀的现象,其原因是由于黑栅遮光引起的边框效应和黑色像素的光透射率较高。结果表明:液晶掩模能够通过调节光的透射率实现遮掩效果,激光能量对液晶掩模具有破坏作用,液晶掩模的激光损伤阈值约为2.5 J/cm2;激光能量密度在0.6～0.8 J/cm2之间时能够加工出完整的图形。

ST智能白度计的研制

本文介绍了采用双光束调制法（简称ＳＴ法）测量纸浆白度。此方法有效地消除了光源波动及光电转换器件的温漂和暗电流对测量的影响，大大提高了白度计的准确度。该仪器具有软件自动校准功能，性能价格比高。在造纸生产过程控制及实验室分析中，具有广泛的使用前景。

高速调制光束的互泵浦相位共轭器的研究

利用光折变晶体中高速振幅调制光束的简并四波混频（ＤＦＶＶＭ）理论和互泵浦相位共轭器（ＭＰＰＣ）的两作用区模型，对高速振幅调制光束的ＭＰＰＣ进行研究，给出了ＭＰＰＣ的共轭反射率、透过率以及作用区中光扇开系数的表示式及数值结果．实验上所得到的互泵浦相位共轭光的规律与理论相吻合．

光致折射晶体中高速调制光束传输和放大的理论研究

本文首次对高速调制光束在先致折射晶体中的耦合进行了理论研究,指出利用光致折射晶体中的双光束耦合可以实现高速调制光束的信息转换和放大,并为实验所证实.

两种非屏蔽SERF原子磁强计实现方法及其比较

本文介绍了SERF(无自旋交换弛豫)态原子磁强计基本原理和检测方法,阐述了双光束交叉调制法和单光束分频调制法,这两种现有的地磁场下SERF态原子磁强计获得三轴磁场信息的检测方法.对两种方法在光路配置、零位偏置和灵敏度等方面的特性进行了比较,总结了双光束交叉调制法在y轴锁零控制方面存在的难度,得出了单光束分频调制的z轴方向灵敏度会随磁场减小而下降,同样导致锁零精度下降的结论.

强光束局部小尺度调制致多路成丝现象研究

基于非线性Schr dinger方程模拟了Kerr介质中强光束局部小尺度调制致光束多路成丝现象 ,发现在一定的B积分范围内 ,光束局部小尺度调制基本上只从该局部本底场中吸收能量获得增长 ,从而将该局部光束分裂成细丝 .当光束不同部分的小尺度调制相隔较远时 ,各细丝的演化基本上不相关 .

视场增强的平板艾里光片显微镜研究(特邀)

光片显微镜是近些年来研究较多的生物成像技术,相较于传统的激光共聚焦扫描显微镜而言,光片显微镜能够实现快速、低光毒性的体积成像。光片显微镜的照明光束可以选择高斯光束或其他无衍射光束(如贝塞尔光束、艾里光束等)。艾里光片显微镜是目前研究较多的技术,但是普通的艾里光片显微镜存在一个较大的问题,艾里光束具有自弯曲的特性,导致艾里光片在视场的两端超出探测物镜的景深范围,无法发挥出最优的成像效果。将艾里光束旋转45°形成平板艾里光片,使艾里光片不超出探测物镜的景深,以增大光片显微镜的成像视场。并利用双光子荧光激发技术,免除图像的后处理过程,大大提高了成像的效率。利用Matlab进行光学仿真,得到平板艾里光片显微镜的成像视场(~900μm)比普通艾里光片显微镜的成像视场(~600μm)增加了50%。搭建的平板艾里光片显微镜利用荧光微球进行校正实验,得到成像系统的横向分辨率为(1.93±0.17)μm,轴向分辨率为(3.19±0.41)μm。对斑马鱼脑出血模型的实时观测中,可以得到时间分辨率为x×y×z=0.60 mm×0.60 mm×0.40 mm/60 s的成像结果,并可以对局部血管的生长和发育进行实时监测,有利于脑出血疾病的机制探究。

氮化硅微金字塔结构化薄膜的分光特性研究

为研究氮化硅微金字塔结构化薄膜的分光特性,使用单点金刚石切削制备微金字塔结构,结合纳米压印技术制备氮化硅微金字塔结构薄膜,对其透射率与散射进行检测。通过对底面角度可变的氮化硅微金字塔结构化薄膜的近场光场分布展开仿真分析与实验研究,基于射线追踪方法建立数值仿真模型分析结构化薄膜的近场光场分布。研究结果表明:通过调整切削方向实现对微金字塔结构阵列底面角度0°～90°的控制,检测结果证明薄膜光学微金字塔结构化薄膜可以实现对光束传播方向与能量分布的调制,改变微金字塔结构的底面角度,可以让光波按照底角的设计传播,这一现象为微光电系统的光路设计提供了更广的自由度。

有振幅调制和相位畸变光束的远场光谱移动与光谱开关

基于瑞利衍射公式,研究了被光阑衍射的具有振幅调制和相位畸变光束的远场光谱变化规律。结果表明,有振幅调制和相位畸变光束在远场也会出现光谱异变现象和光谱开关效应,光阑截断参数、光束的相位畸变参数、振幅调制参数、光强调制参数对远场光谱的跃迁量和光谱开关产生影响。通过数值计算结果分析讨论了光阑截断参数及光束各参数影响远场光谱的规律。

用K参数描述光强陡峭度的有效性研究

光束光强分布的陡峭度或平整度通常可用陡峭度参数(K参数)来描述。以双曲余弦-高斯光束、贝塞尔函数调制的高斯光束和平顶高斯光束3种光束为例,给出了详细的数值计算和物理解释。研究表明,K参数只适用于描述呈钟形光束剖面的陡峭度,但不适用于有强衍射旁瓣、强调制或有中心凹陷的光束。