通用原子公司高能激光器研制进展

通用原子(航空系统)公司高能激光器得到了高能液体激光区域防御系统(HELLADS)计划的经费支持,目前已发展到第3代系统,并通过了美国政府验收。首先对HELLADS计划相关信息进行了梳理,分析了其产生背景、研制阶段、支持经费和相关技术进展。其次详细研究了通用原子公司高能激光器的系统结构、技术路线、抽运方式、技术特点和性能指标。通过综合分析可知,通用原子公司第3代高能激光器模块采用紧凑的锂离子电池提供电力,输出功率为75kW,光束质量β<2,电光效率接近30%,模块尺寸为1.3m×0.4m×0.5m,重量/功率比为4kg/kW,持续运行时间超过30s,适合于安装在各种小型战术平台上。最后评述了该激光器输出功率定标放大的技术途径,探讨了其后续发展方向。

面能量对激光—电弧复合焊接焊缝及熔滴过渡的影响

引入面能量的定义,从激光功率、电弧参数和焊接速度等方面来研究面能量的变化对焊缝熔深、熔宽、焊缝成形系数和熔滴过渡的影响,试图建立激光能量与电弧能量之间的最佳配比关系以及面能量与熔深的定量关系。采用高速摄像系统观测熔滴过渡模式和等离子体形态的变化,并采集焊接过程中的电弧和熔滴图像;利用激光共聚焦显微镜观察焊缝形貌,并测量焊缝熔宽、熔深等数据。试验研究发现:激光与电弧两热源之间存在最优匹配范围;电弧电压与焊接电流之间存在U(15 1)0.05I的关系式;焊接速度的降低与焊缝熔深的增加并非线性关系,可选择的焊接速度是一个区间,该区间内存在一个最佳的焊接速度,并对应一个最佳的面能量。因此,在具体的激光—电弧复合焊接中,需要根据板厚、接头形式等确定激光与电弧的能量参数,选择合适的面能量。

长脉冲高能激光对金属靶材烧蚀实验研究

为研究长脉冲高能激光与金属靶材相互作用的机理,使用2种激光器对铝、钢、铜和钛靶材进行烧蚀试验。记录靶材穿透时的激光轰击次数,测量穿过通孔的激光能量和孔的面积,得到不同材料在不同能量密度下的烧蚀率。实验表明:能量密度低的激光束,即使对靶材可能有烧蚀作用,它的烧蚀率要比能量密度高的激光束小很多。能量密度达到造成液态质量迁移条件的长脉冲激光,可获得较大的烧蚀率和截面积较大的通孔。

新型战术高能液体激光器

评论了化学激光器和固体激光器的现状和主要问题,介绍和讨论了高能液体激光区域防御系统的特点、任务、发展规化和现状,以及主要组成和关键特性。

美国的战术高能激光武器

主要介绍了美国正在研究和发展的车载战术高能激光器、舰载高能激光武器系统和机载战术激光器的基本组成、发展计划。

激光焊离焦量对底部驼峰的影响

针对激光焊接过程中容易存在底部驼峰缺陷的问题,文中设计了以离焦量为单一变量的多组SUS 304不锈钢钢板的焊接试验,结合现象、检测信号、机理,对底部驼峰缺陷产生的原因进行深入研究,探明其与能量集中吸收区域的关系,并试图找到抑制底部驼峰的合理工艺参数。结果表明,底部驼峰的产生与小孔内能量集中吸收区域有关,而随着焦点位置下降,能量集中吸收区域呈现先下移后上移的变化规律,底部驼峰趋势先减弱后增强,故合理选取离焦量可有效抑制底部驼峰的产生;另外,在底部驼峰趋势突变现象的研究中,发现激光深熔焊接过程中普遍存在着能量集中吸收区域下移的规律,这为后续激光焊接状态实时监控提供了依据。

战术机载激光武器

固体激光器的快速发展,现已能在空中平台的紧凑系统中提供武器级的功率,美国空军正在加速发展战术机载激光武器。首先总结了空军先进战术激光计划的经验教训,评述了战术机载激光武器的发展目标、要求和挑战。然后评述和讨论了激光武装直升机和激光战斗机的发展计划、作战目标、组成和技术特点。最后讨论和分析了高能液体激光器、光谱合成光纤激光器和平面波导激光器的特点、关键技术、最新进展和面临的挑战。

战区导弹防御系统(TMD)对抗技术浅析

探讨了战区导弹防御系统(TMD)对抗技术的初步设想与实现方法,重点对TMD系统激光对抗技术和TMD系统红外对抗技术进行了可行性分析论证,介绍了一些具体的光电对抗措施。

《金属-有机框架》专辑序言──金属-有机框架:新型多功能材料

金属-有机框架是由金属离子与有机配体通过配位键形成的三维框架材料,是近几十年来配位化学领域中发展较快的新型多功能材料。自上世纪90年代以来,金属-有机框架的研究呈现空前的增长,目前已有大于20000例的金属-有机框架被报道。金属-有机框架可变的金属中心及有机配体使其结构与功能具有多样性。金属中心的选择几乎覆盖了所有金属,包括主族元素、过渡元素和镧系金属。而配体的选择,除了传统的氮杂环和羧酸类配体外,还可以引入一些官能团对其进行修饰,

高能激光系统的新技术与新结构

在从实验室走向实际应用的过程中,现有高能激光系统涉及的关键技术(如自适应光学、光束控制)遇到了较难解决的问题。对这些问题进行了探讨,分析和总结近年来提出的几项能够解决现有系统面临问题的新技术。介绍高能激光系统的新结构——APPLE(Adaptive Photonic Phase-Locked Elements),该结构集成了近年来出现的几项新技术,并已取得初步的进展,具有较强的应用前景。最后对APPLE结构需要解决的技术难题进行了简单的探讨。

高能激光武器的现状与发展趋势

高能激光武器即将走上战场,这必将引起未来战争发生革命性变化。评述和分析了美国正在研发的各种激光武器的任务性能、关键技术、最新进展、面临的挑战和发展趋势。