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用于油井激光射孔的10 kW激光19×1空间非相干合束
被引量:
1
1
作者
查榕威
雷广智
+2 位作者
李建林
陈浩伟
白杨
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019年第10期129-135,共7页
激光射孔是油井完井工程领域一项具有前瞻性的技术,对提高石油资源采收率具有重要的应用价值。为提高油井激光射孔所使用的激光功率和激光传输的安全性,利用19台光纤传输972nm半导体激光器实现了10 kW级激光空间非相干合束。通过分析参...
激光射孔是油井完井工程领域一项具有前瞻性的技术,对提高石油资源采收率具有重要的应用价值。为提高油井激光射孔所使用的激光功率和激光传输的安全性,利用19台光纤传输972nm半导体激光器实现了10 kW级激光空间非相干合束。通过分析参与合束的准直激光束的半径、间距与合束激光的光斑重叠率之间的变化规律以及模拟合束激光横截面能量分布,完成激光空间非相干合束器的结构设计。在300mm的合束长度内实现了具有单一光束形态且最大合束功率达到10.441 kW、焦斑直径21 mm、线宽2.46 nm的空间非相干合束激光输出,合束效率达到98.2%。利用10 kW空间非相干合束激光完成了针对砂岩和钢板的地面激光射孔实验,射孔深度分别达到570mm和70mm。
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关键词
空间
非相干合束
972
nm半导体激光器
光纤传输
10
kW
合
束
激光
激光射孔
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职称材料
高功率矩形光斑激光非相干空间合束
被引量:
1
2
作者
王艺
雷广智
+3 位作者
余立冬
查榕威
周井峰
白杨
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第4期214-222,共9页
激光表面热处理技术是进行金属材料表面强化和改性的最有效手段之一。为实现高速、柔性激光表面热处理,按照矩阵平行排列18束光纤输出的972 nm半导体激光束,通过光束准直和空间非相干合束,获得了具有矩形光斑特征的10 kW级合束激光。在...
激光表面热处理技术是进行金属材料表面强化和改性的最有效手段之一。为实现高速、柔性激光表面热处理,按照矩阵平行排列18束光纤输出的972 nm半导体激光束,通过光束准直和空间非相干合束,获得了具有矩形光斑特征的10 kW级合束激光。在理论分析准直激光束的半径、相邻光束间距与合束激光的光斑搭接率之间变化规律、采用Code V光学设计软件建立合束器结构模型及TracePro光学仿真软件模拟合束激光光斑能量分布的基础上,完成了10 kW级18×1矩形光斑激光非相干空间合束器的研制。在200 mm的合束长度内实现了具有单一矩形光斑形貌、最大合束功率10.249 kW、焦斑尺寸31 mm×11 mm、中心波长972.34 nm、谱线宽度2.27 nm的合束激光输出。
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关键词
空间
非相干合束
光纤传输
矩形光斑
10
kW
合
束
激光
激光表面热处理
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职称材料
二极管激光光谱合束技术实验研究
被引量:
3
3
作者
于益
王卫民
+2 位作者
鲁燕华
谢刚
彭跃峰
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期138-140,共3页
为了研究基于光栅-外腔的二极管激光阵列光谱合束,利用存在离轴像差情况下耦合效率模型,数值模拟了系统各参量对耦合效率的影响,可知耦合效率随着离轴距离和横模阶次增加而下降;单个单元将被压窄至0.05nm。应用光栅-外腔实现了单条二极...
为了研究基于光栅-外腔的二极管激光阵列光谱合束,利用存在离轴像差情况下耦合效率模型,数值模拟了系统各参量对耦合效率的影响,可知耦合效率随着离轴距离和横模阶次增加而下降;单个单元将被压窄至0.05nm。应用光栅-外腔实现了单条二极管激光阵列光谱合束,获得了10.1W的连续输出,斜效率为0.45W/A,慢轴方向光束质量因子M_x^2=17.6,整个阵列的光谱被展宽到15nm,单个单元的线宽被压窄到0.1nm。结果表明,光谱合束能改善二极管激光阵列的光束质量,压窄单个单元的线宽。
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关键词
激光技术
非相干合束
光谱
合
束
光栅-外腔
二极管激光
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职称材料
基于陶瓷焊接的半导体激光器合束及聚焦研究
被引量:
4
4
作者
汪菲
唐霞辉
+3 位作者
钟理京
许成文
胡千
姚巍
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期282-288,共7页
为了解决石油输送管道Al_2O_3陶瓷内衬管的连接问题,研制了专用的半导体激光光源用于陶瓷激光焊接。实验研究了陶瓷激光焊接所需要的半导体激光工艺参量及光束要求,采用单管空间合束、偏振合束、波长合束以及菲涅耳聚焦系统输出等方式,...
为了解决石油输送管道Al_2O_3陶瓷内衬管的连接问题,研制了专用的半导体激光光源用于陶瓷激光焊接。实验研究了陶瓷激光焊接所需要的半导体激光工艺参量及光束要求,采用单管空间合束、偏振合束、波长合束以及菲涅耳聚焦系统输出等方式,研制了光场分布均匀的半导体激光陶瓷焊接系统。结果表明,所设计半导体激光器偏振合束输出功率为384W,合束效率达到96.62%,经波长合束后输出功率可以超过800W,聚焦系统输出光斑均匀度为93.85%。该系统可以成功应用于不同场合的陶瓷焊接生产中,满足2mm厚度Al_2O_3陶瓷激光焊接要求。
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关键词
激光技术
陶瓷激光焊接
半导体激光器
非相干合束
菲涅耳透镜聚焦
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职称材料
10kW矩形光斑激光空间合束器光学透镜的有限元热分析
被引量:
4
5
作者
李奔
周井锋
+1 位作者
王艺
白杨
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期125-136,共12页
为实现快速、柔性矩形光斑激光表面热处理,提出了一种基于空间非相干合束的10 kW矩形光斑激光合束器。同时入射该合束器的18束光纤传输的972 nm半导体激光束按照“交错式矩形”同轴排列。在构建18束激光总体热源数学模型基础上,对10 kW...
为实现快速、柔性矩形光斑激光表面热处理,提出了一种基于空间非相干合束的10 kW矩形光斑激光合束器。同时入射该合束器的18束光纤传输的972 nm半导体激光束按照“交错式矩形”同轴排列。在构建18束激光总体热源数学模型基础上,对10 kW激光合束1000 s时间内合束器中所有光学透镜的温度分布、热变形分布和热应力分布规律进行了有限元分析研究,结合实验测量验证了合束器长期工作的安全性和可靠性。连续运转1000 s时,合束器输出的矩形合束激光的最大功率达到10.64 kW,功率不稳定性<±1.2%。研究结果可为超高功率激光空间合束系统的安全性和可靠性评估提供参考依据。
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关键词
激光
空间
非相干合束
光学透镜
体热源
温度场
热变形
热应力
有限元分析
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职称材料
固态激光武器系统指标设计与分析
被引量:
2
6
作者
王辉华
《海军航空工程学院学报》
2016年第5期573-578,共6页
针对固态激光武器技术的发展,利用其非相干合束的能量叠加作用机理,通过将激光束衍射、光束质量、湍流、跟瞄误差等因素归一化成远场光斑的扩展,对子口径发射时的指标进行仿真分析,并根据仿真结果、子口径与系统发射口径间的关系,对固...
针对固态激光武器技术的发展,利用其非相干合束的能量叠加作用机理,通过将激光束衍射、光束质量、湍流、跟瞄误差等因素归一化成远场光斑的扩展,对子口径发射时的指标进行仿真分析,并根据仿真结果、子口径与系统发射口径间的关系,对固态激光武器系统的单台激光器功率、合束数量、发射口径,以及光束质量、跟瞄误差等因素进行了综合分析,给出了一定输入条件下的武器系统指标备选方案。
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关键词
固态激光武器
指标设计
非相干合束
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职称材料
高功率脉冲合束光纤激光器的研究
7
作者
谭小妹
刘赟
李文涛
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2022年第11期515-518,共4页
高功率脉冲激光器在精密焊接和激光清洗等领域具有重要应用,脉冲合束能够实现对多路脉冲峰值功率的叠加,而脉冲同步精度很大程度上决定了合束脉冲的性能。为此,提出了一种基于程控时间调制电路的脉冲同步方法,最大时间延迟为256 ns,同...
高功率脉冲激光器在精密焊接和激光清洗等领域具有重要应用,脉冲合束能够实现对多路脉冲峰值功率的叠加,而脉冲同步精度很大程度上决定了合束脉冲的性能。为此,提出了一种基于程控时间调制电路的脉冲同步方法,最大时间延迟为256 ns,同步精度小于1 ns。采用该同步方法实现了3台独立激光子模块的非相干合束,合束效率达97%。当同步误差≤4 ns时,脉冲重复频率和半高全宽在40~1000 kHz、19~660 ns范围内灵活可调。
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关键词
激光器
光纤激光器
非相干合束
脉冲时间同步
同步误差
原文传递
题名
用于油井激光射孔的10 kW激光19×1空间非相干合束
被引量:
1
1
作者
查榕威
雷广智
李建林
陈浩伟
白杨
机构
西北大学光子学与光子技术研究所
中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学应用研究室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019年第10期129-135,共7页
基金
国家重点研发计划(2017YFB0405102)
文摘
激光射孔是油井完井工程领域一项具有前瞻性的技术,对提高石油资源采收率具有重要的应用价值。为提高油井激光射孔所使用的激光功率和激光传输的安全性,利用19台光纤传输972nm半导体激光器实现了10 kW级激光空间非相干合束。通过分析参与合束的准直激光束的半径、间距与合束激光的光斑重叠率之间的变化规律以及模拟合束激光横截面能量分布,完成激光空间非相干合束器的结构设计。在300mm的合束长度内实现了具有单一光束形态且最大合束功率达到10.441 kW、焦斑直径21 mm、线宽2.46 nm的空间非相干合束激光输出,合束效率达到98.2%。利用10 kW空间非相干合束激光完成了针对砂岩和钢板的地面激光射孔实验,射孔深度分别达到570mm和70mm。
关键词
空间
非相干合束
972
nm半导体激光器
光纤传输
10
kW
合
束
激光
激光射孔
Keywords
space incoherent beam combining
972 nm semiconductor laser
fiber transmission
10 kW combined laser
laser perforation
分类号
TN248 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
高功率矩形光斑激光非相干空间合束
被引量:
1
2
作者
王艺
雷广智
余立冬
查榕威
周井峰
白杨
机构
西北大学光子学与光子技术研究所
省部共建西部能源光子技术国家重点实验室
中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学应用研究室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第4期214-222,共9页
基金
陕西省重点研发计划(2020GY-118)
陕西省教育厅服务地方专项计划(19JC040)。
文摘
激光表面热处理技术是进行金属材料表面强化和改性的最有效手段之一。为实现高速、柔性激光表面热处理,按照矩阵平行排列18束光纤输出的972 nm半导体激光束,通过光束准直和空间非相干合束,获得了具有矩形光斑特征的10 kW级合束激光。在理论分析准直激光束的半径、相邻光束间距与合束激光的光斑搭接率之间变化规律、采用Code V光学设计软件建立合束器结构模型及TracePro光学仿真软件模拟合束激光光斑能量分布的基础上,完成了10 kW级18×1矩形光斑激光非相干空间合束器的研制。在200 mm的合束长度内实现了具有单一矩形光斑形貌、最大合束功率10.249 kW、焦斑尺寸31 mm×11 mm、中心波长972.34 nm、谱线宽度2.27 nm的合束激光输出。
关键词
空间
非相干合束
光纤传输
矩形光斑
10
kW
合
束
激光
激光表面热处理
Keywords
incoherent spatial beam combining
fiber-transmitted
rectangular spot
10 kW combined laser
laser surface heat treatment
分类号
TN248 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
二极管激光光谱合束技术实验研究
被引量:
3
3
作者
于益
王卫民
鲁燕华
谢刚
彭跃峰
机构
中国工程物理研究院应用电子学研究所
出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期138-140,共3页
基金
中国工程物理研究院基金资助项目(20060430)
文摘
为了研究基于光栅-外腔的二极管激光阵列光谱合束,利用存在离轴像差情况下耦合效率模型,数值模拟了系统各参量对耦合效率的影响,可知耦合效率随着离轴距离和横模阶次增加而下降;单个单元将被压窄至0.05nm。应用光栅-外腔实现了单条二极管激光阵列光谱合束,获得了10.1W的连续输出,斜效率为0.45W/A,慢轴方向光束质量因子M_x^2=17.6,整个阵列的光谱被展宽到15nm,单个单元的线宽被压窄到0.1nm。结果表明,光谱合束能改善二极管激光阵列的光束质量,压窄单个单元的线宽。
关键词
激光技术
非相干合束
光谱
合
束
光栅-外腔
二极管激光
Keywords
laser technique
incoherent beam combining
spectral beam combining
grating-cavity
diode laser
分类号
TN248.1 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于陶瓷焊接的半导体激光器合束及聚焦研究
被引量:
4
4
作者
汪菲
唐霞辉
钟理京
许成文
胡千
姚巍
机构
华中科技大学光学与电子信息学院
深圳华中科技大学研究院
出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期282-288,共7页
基金
湖北省重大科技创新计划资助项目(2013AAC008)
深圳市科技计划资助项目(JCYJ20160531194407693)
文摘
为了解决石油输送管道Al_2O_3陶瓷内衬管的连接问题,研制了专用的半导体激光光源用于陶瓷激光焊接。实验研究了陶瓷激光焊接所需要的半导体激光工艺参量及光束要求,采用单管空间合束、偏振合束、波长合束以及菲涅耳聚焦系统输出等方式,研制了光场分布均匀的半导体激光陶瓷焊接系统。结果表明,所设计半导体激光器偏振合束输出功率为384W,合束效率达到96.62%,经波长合束后输出功率可以超过800W,聚焦系统输出光斑均匀度为93.85%。该系统可以成功应用于不同场合的陶瓷焊接生产中,满足2mm厚度Al_2O_3陶瓷激光焊接要求。
关键词
激光技术
陶瓷激光焊接
半导体激光器
非相干合束
菲涅耳透镜聚焦
Keywords
laser technique
ceramic laser welding
laser diode
incoherent combination
Fresnel focusing lens
分类号
TN248.4 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
10kW矩形光斑激光空间合束器光学透镜的有限元热分析
被引量:
4
5
作者
李奔
周井锋
王艺
白杨
机构
西北大学光子学与光子技术研究所
省部共建西部能源光子技术国家重点实验室
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期125-136,共12页
基金
陕西省教育厅服务地方专项计划(No.19JC040)
陕西省省重点研发计划(No.2020GY-118)
国家重点研发计划(No.2017YFB0405102)。
文摘
为实现快速、柔性矩形光斑激光表面热处理,提出了一种基于空间非相干合束的10 kW矩形光斑激光合束器。同时入射该合束器的18束光纤传输的972 nm半导体激光束按照“交错式矩形”同轴排列。在构建18束激光总体热源数学模型基础上,对10 kW激光合束1000 s时间内合束器中所有光学透镜的温度分布、热变形分布和热应力分布规律进行了有限元分析研究,结合实验测量验证了合束器长期工作的安全性和可靠性。连续运转1000 s时,合束器输出的矩形合束激光的最大功率达到10.64 kW,功率不稳定性<±1.2%。研究结果可为超高功率激光空间合束系统的安全性和可靠性评估提供参考依据。
关键词
激光
空间
非相干合束
光学透镜
体热源
温度场
热变形
热应力
有限元分析
Keywords
Laser
Incoherent space beam combining
Optical lenses
Volume heat source
Temperature field
Thermal deformation
Thermal stress
Finite element analysis
分类号
TN248 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
固态激光武器系统指标设计与分析
被引量:
2
6
作者
王辉华
机构
海军装备研究院
出处
《海军航空工程学院学报》
2016年第5期573-578,共6页
文摘
针对固态激光武器技术的发展,利用其非相干合束的能量叠加作用机理,通过将激光束衍射、光束质量、湍流、跟瞄误差等因素归一化成远场光斑的扩展,对子口径发射时的指标进行仿真分析,并根据仿真结果、子口径与系统发射口径间的关系,对固态激光武器系统的单台激光器功率、合束数量、发射口径,以及光束质量、跟瞄误差等因素进行了综合分析,给出了一定输入条件下的武器系统指标备选方案。
关键词
固态激光武器
指标设计
非相干合束
Keywords
solid state laser weapon
index design
incoherent combining
分类号
TJ95 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
高功率脉冲合束光纤激光器的研究
7
作者
谭小妹
刘赟
李文涛
机构
上海飞博激光科技有限公司
出处
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2022年第11期515-518,共4页
文摘
高功率脉冲激光器在精密焊接和激光清洗等领域具有重要应用,脉冲合束能够实现对多路脉冲峰值功率的叠加,而脉冲同步精度很大程度上决定了合束脉冲的性能。为此,提出了一种基于程控时间调制电路的脉冲同步方法,最大时间延迟为256 ns,同步精度小于1 ns。采用该同步方法实现了3台独立激光子模块的非相干合束,合束效率达97%。当同步误差≤4 ns时,脉冲重复频率和半高全宽在40~1000 kHz、19~660 ns范围内灵活可调。
关键词
激光器
光纤激光器
非相干合束
脉冲时间同步
同步误差
Keywords
lasers
fiber laser
incoherent combining
pulse time synchronization
synchronizing error
分类号
TN248 [电子电信—物理电子学]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
用于油井激光射孔的10 kW激光19×1空间非相干合束
查榕威
雷广智
李建林
陈浩伟
白杨
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019
1
下载PDF
职称材料
2
高功率矩形光斑激光非相干空间合束
王艺
雷广智
余立冬
查榕威
周井峰
白杨
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
1
下载PDF
职称材料
3
二极管激光光谱合束技术实验研究
于益
王卫民
鲁燕华
谢刚
彭跃峰
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010
3
下载PDF
职称材料
4
基于陶瓷焊接的半导体激光器合束及聚焦研究
汪菲
唐霞辉
钟理京
许成文
胡千
姚巍
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
下载PDF
职称材料
5
10kW矩形光斑激光空间合束器光学透镜的有限元热分析
李奔
周井锋
王艺
白杨
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
下载PDF
职称材料
6
固态激光武器系统指标设计与分析
王辉华
《海军航空工程学院学报》
2016
2
下载PDF
职称材料
7
高功率脉冲合束光纤激光器的研究
谭小妹
刘赟
李文涛
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2022
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