线偏振、圆偏振和椭圆偏振的飞秒激光诱导熔融石英损伤(英文)

基于电子分布函数的等离子体模型被广泛应用于熔融石英上飞秒激光诱导损伤过程的研究.在本研究中,等离子体模型被修正以研究不同的偏振状态的损伤过程,包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振等.首先,使用扩展的Keldysh理论拟合得到不同偏振下的多光子电离截面.其次,为消除沉积能量梯度对模拟过程的影响,对介电函数进行了"非局部化处理".模拟结果表明:不同偏振下光子电离过程的差异是导致损伤过程差异的主要原因,而材料光学特性的改变导致的负反馈效应会使得该差异减小.修正等离子体模型预测的不同偏振下损伤阈值与实验结果吻合良好.

激光加工碳纤维增强复合材料及其在航空航天领域应用(特邀)

碳纤维增强复合材料(CFRP)以其轻质高强、可设计性强等优势已成为航空航天领域不可或缺的关键材料之一。为满足制造装备的要求,需对一体成型的CFRP构件进行二次加工,然而CFRP非均质、各向异性、层合结构等特征使其在加工过程中易出现分层、毛刺、热影响区较大等缺陷。概述了CFRP各种加工方法的研究进展,对比分析了CFRP不同加工方法的优缺点,从方法、工艺及机理层面介绍了激光加工CFRP的研究现状,总结了CFRP在航空航天领域中的应用,分析讨论了CFRP激光加工当前面临的挑战和今后的研究重点。

空间整形飞秒激光加工金属微细槽实验研究

金属微细槽在电子、通信、航空航天、生物医学等领域有着广泛的应用。超快激光加工在100μm及以下尺寸的微细槽加工中具有较大的潜力。为了提高金属微细槽的加工精度和加工质量,减小槽壁斜度,采用空间整形飞秒激光加工的方法,应用空间光调制器将高斯光整形为矩形平顶光,在高温合金上进行微细槽加工实验。结果表明,空间整形飞秒激光加工微细槽的槽壁斜度相较于高斯光束的加工结果明显减小,加工质量明显提高。此外,采用该方法分别加工了宽度为10,20,150μm的深槽,结果显示,深槽槽壁截面未出现明显的热影响区域,说明该方法具有卓越的加工能力和极大的应用潜力。

飞秒激光加工低维纳米材料及应用

飞秒激光具有脉宽超短、瞬时功率密度超高、非线性加工的特点,对低维纳米材料的制备和加工有着独特的优势,且具有广泛的材料适应性,能够方便快捷地针对需要精确靶向定位和图案化加工的纳米材料做出加工策略。本文综述了飞秒激光对低维纳米材料的制备加工和改性的研究现状,介绍了时空整形飞秒脉冲激光方法下制备的功能性量子点、纳米线、二维薄膜材料,和这些材料在化学催化、生物化学检测、生物相容性及电子器件等领域的应用,分析讨论了激光液相烧蚀制备纳米材料和集成化器件加工当前所面临的挑战和今后的研究重点。

飞秒激光非金属微孔加工研究进展

微孔作为一种常见结构,已被广泛应用于航空、生物、化工、新能源等领域。飞秒激光具有的超短脉冲宽度和超强峰值功率使其在高质量、高深径比微孔加工方面独具优势。综述了近年来飞秒激光非金属微孔加工方法及其应用的研究进展,包括飞秒激光时域/空域整形的电子动态调控微孔加工、飞秒激光辐照辅助化学刻蚀微孔加工、真空环境微孔加工、后表面液体辅助微孔加工以及控制环境温度微孔加工等,并分析了飞秒激光非金属微孔加工在机理以及工艺等方面面临的挑战。

多维度大容量超表面全息及光场变换

超表面的设计与制造极大地推动了在片上紧凑光学系统中实现光场调控的应用。传统光学系统中的光学透镜、空间光调制器以及偏振光学元件虽具备光场调控的功能,但体积庞大、光场调控功能单一等因素限制了其应用。超表面为光场调控提供了新平台,有望解决传统光学元件和系统向微型化、集成化和多功能化发展的瓶颈。主要围绕超表面的多维度全息混合复用、二维/三维光场变换、矢量光场的产生与操控三方面进行介绍。最后,对超表面的未来发展趋势进行了展望。

HMX分子异构体性质的理论研究

在含时密度泛函理论的框架下,首先选取了三个软件包(PWSCF软件包、CPMD软件包、OCTOPUS软件包)和两种泛函(PBE泛函、LDA泛函)构成的五种方案优化了HMX单分子异构体的四种构型(Boat构型与Boat-Boat构型属于C2群,Chair构型属于Ci群,Boat-Chair构型属于C1群),并计算了各构型的相对总能量关系,所得结论与前人有所不同,Boat-Boat构型总能量不是最低;其次计算了HMX单分子异构体的态密度,结果表明除Boat-Chair型外其他构型均具有明显的能级分裂特征,各构型均具有绝缘体特征且Boat型能隙最大;最后计算了各构型的光吸收截面,发现Boat构型的HMX分子的光吸收截面中能观察到的显著的峰最多,其次是Boat-Boat构型、Boat-Chair构型,Chair构型最少.