纳秒光纤激光诱导等离子体沉积铜的研究

为了实现玻璃表面的金属化,运用激光诱导等离子体沉积技术,选用廉价易维护且波长为1064nm的红外纳秒光纤激光和T2铜靶材,在透明材料普通硅酸盐玻璃表面直接沉积出了金属铜,并对其进行了光学显微镜和扫描电镜表征。结果表明,在一定的激光能量密度范围内(沉积阈值能量密度12.50J/cm^2～激光器所能达到的最大能量密度27.13J/cm^2),随着激光能量密度的增加,沉积在玻璃表面的铜颗粒数量增加;而在激光能量密度一定(27.13J/cm^2)的条件下,若保持激光光斑的横向和纵向搭接率一致,当光斑搭接率不小于50%时,由于玻璃对激光的强烈吸收,导致铜沉积失败;当光斑搭接率在-20%～50%变化时,沉积在玻璃表面的铜颗粒数量呈现先增加后减小的变化趋势。激光诱导等离子体沉积技术是一种可实现透明衬底材料表面金属化的便捷技术。

高功率纳秒光纤激光器抽运锥形光子晶体光纤产生超连续谱

对半导体激光器进行调制得到了中心波长为1060.14nm、谱宽为0.63nm、重复频率为1.55 MHz、脉宽为11ns的纳秒种子激光,进而对其进行三级主振荡功率放大(MOPA),实现了18.2W高功率、高重复频率纳秒光纤激光器。利用此纳秒光纤激光器及自主研制的光纤模场适配器,抽运145m锥形光子晶体光纤,实现了最大输出功率为2.2W的全光纤化白光超连续谱光源,光谱范围为440～1700nm,在整个光谱可探测范围内具有15dB的光谱平坦度。

2μm波段纳秒掺铥光纤激光器研究进展

调Q技术是掺铥光纤激光器获得纳秒脉冲激光输出的主要方式。本文首先介绍主动调Q、被动调Q和增益调制这三种调Q技术在掺铥光纤振荡器中的应用现状,对比和分析三种技术的优点与不足。其次,介绍窄脉宽、高平均功率、大脉冲能量纳秒掺铥光纤放大器的现有典型研究结果和面临的技术瓶颈,并从热管理、非线性效应抑制、放大自发辐射抑制三个方面进行了优化措施分析。最后,对纳秒掺铥光纤振荡器和放大器的技术发展趋势进行展望。

激光对羟基磷酸铜的还原机理研究

为了研究激光选区金属化技术中,激光与尖晶石型化合物的相互作用机理,选用质优价廉、具有尖晶石结构的可见光和近红外光敏催化物质羟基磷酸铜(Cu 2(OH)PO 4)作为研究对象,利用X射线光电子能谱技术,探讨了波长为1064nm纳秒脉冲光纤激光、连续光纤激光和波长为355nm的纳秒脉冲紫外激光与羟基磷酸铜的相互作用机理。结果表明,3种激光都能将羟基磷酸铜中的+2价铜元素(Cu 2+)还原为+1价铜元素(Cu+),但还原过程随激光功率(0.13W^3.89W)或激光能量密度(2.76J/cm 2~25.48J/cm 2)的变化呈现不同的规律;结合羟基磷酸铜的热性能分析和紫外可见光吸收光谱分析,初步判断,在上述还原过程中,可能同时存在光热反应和光化学反应。该研究为羟基磷酸铜作为一种新型的激光活性物质提供了理论基础。

静态溶液辅助激光抛光不锈钢的正交实验研究

静态溶液辅助激光抛光过程中,激光加工工艺参数对抛光效果有很大影响。采用光纤脉冲激光器(波长为1064 nm,脉冲宽度为100 ns)对Custom 455不锈钢表面进行抛光实验研究,用田口正交实验的方法,对影响抛光效果的参数包括平均功率、扫描间隔、扫描速度、扫描次数4个参数设计实验方案,并对抛光后试件表面粗糙度变化及形貌进行比较。通过Minitab进行方差分析,结果发现原始表面粗糙度会影响抛光效果,且存在最佳抛光效果的工艺参数:扫描速度为11 mm/s,扫描次数为6次,平均功率为12 W,扫描间隔为0.1 mm。在此工艺参数下可使粗糙度下降80%,得到更好的抛光效果。

304不锈钢表面激光凹/凸微织构的形貌演变规律

激光微织构加工在当前微织构加工中有很大优势,然而大多数研究都是关于微凹坑的形成。采用纳秒光纤激光器在304不锈钢表面制备微凹/凸织构,研究激光加工参数对所制备的凹/凸织构表面形貌的影响。结果表明,随着功率的增大,微织构的中心凸起高度先增大后减小,最后转化为凹坑。在不同的功率下,高度随脉冲宽度变化的趋势不同。在功率为25 W时,随脉冲宽度增大先升高后降低;30 W、35 W时,总体呈下降趋势,先降低后升高再降低;20 W时,随脉冲宽度增大先降低后升高再降低,变化幅度较小;40 W时凸起消失。微织构的直径随功率和脉冲宽度的增大而增大。随着脉冲数量的增加,微凸织构中心凸起部位的下凹深度也增大,突起高度降低。在脉冲数量为1、激光功率为25 W、脉冲宽度为10000 ns时,可以得到凸起高度为35.362μm、直径为174.057μm的微凸起织构。