K418与42CrMo异种金属激光焊接接头组织与力学性能

试验研究了额定功率为3kW的连续波Nd：YAG激光焊接热输入对激光焊接K418与42CrMo异种金属焊缝形貌的影响。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、硬度仪、万能试验机及X衍射对激光焊接K418与42CrMo异种金属焊缝接头组织、元素分布、相组成及接头的力学性能进行分析。结果表明，在焊接热输入恒定的条件下，高功率、高焊速的匙孔焊接比低功率、低焊速的热传导焊接更能增加焊缝熔深。通过扫描电镜在焊缝区域观察到了颗粒状物和针状物，能谱分析表明，颗粒状物Nb，Ti，Mo元素聚集，Fe，Ni元素减少；针状物Ti，Nb元素聚集。K418与42CrMo异种金属激光焊接工艺参数优化后的焊缝抗拉强度高于42CrMo母材。

K418与42CrMo异种金属激光深熔焊接

研究了连续波Nd:YAG激光焊接功率、速度、离焦量和侧吹保护气流量对激光深熔焊接K418与42CrMo异种金属焊缝形貌、焊缝熔深的影响,讨论了焊缝区热裂纹产生机制.结果表明,额定功率为3 kW的Nd:YAG激光深熔焊接K418与42CrMo异种金属,由于它们的物理化学性质的差异,焊缝靠近42CrMo侧易出现未熔合;激光光斑向42CrMo侧偏移可以减少焊缝靠近42CrMo侧未熔合量;通过优化侧吹保护气流量和离焦量可以增加熔深.由于K418液态金属的流动性差,导致焊缝靠近K418侧对流传热不充分,使焊缝靠近K418侧熔合线呈现锯齿形.焊缝区热裂纹的产生主要是由于焊缝区元素偏析形成的低熔物导致.

YAG激光诱导放电通道伏安特性研究

研究了在空气、油膜和绝缘树脂薄膜这三种放电介质中的伏安特性,得出了在同一介质中,通道电极间电压不随其它初始条件改变而变化,只与放电介质对通道箍缩能力成正比,在本实验中薄膜的通道电压最高80.4V,空气中最低26.0V。通道中电流波形与放电介质有关,同样的高低压组合、相同放电脉宽下在空气和油膜中为矩形波,而在薄膜中为三角波,峰值电流变化不大。电流波形不随脉宽的改变而变化,当增大初始高压端或低压端输入时,电流随之增加,并且低压端输入对提高峰值电流更有效果。

脉冲激光导致不锈钢表层温度场演化的模拟

采用焓方法对Nd:YAG脉冲激光导致的不锈钢材料表面熔凝过程的温度场进行了数值模拟.在此基础上,结合材料的结晶动力学和快速凝固理论,对材料微结构演化的几个重要参数,包括凝固速率、冷却速度和界面温度梯度做了估算和讨论.

YAG激光毛化技术进展

二十世纪八十年代，当比利时冶金研究中心(CRM)开发出CO_2激光毛化冷轧辊技术后，尝试用YAG激光进行轧辊毛化一直吸引着众多的研究者，这是因为YAG(1.06μm)激光波长比CO_2(10.6μm)激光波长短一个量级，材料对YAG激光有更高的吸收率，并用YAG激光可以聚焦到更小的光斑尺寸，同时使用电信号驱动的声光开关技术便于对毛化分布进行可设定控制。但是用传统声光调制的YAG激光虽然可以碇以很高的脉冲频率(>30kHz)，但单脉冲有量仅为10mJ左右，难以达到辊面毛化粗糙度的要求，因此人们认为YAG激光用于毛化的主要困难是脉冲能量太小。

脉冲激光离散重熔热物理及组织性能研究

利用OM及FEM研究了铁基合金Nd:YAG脉冲激光熔凝区的几何形态及其变化规律、以及熔凝的热物理过程；利用OM、SEM、TEM、X-射线衍射仪及磨损实验机，研究了两种铁基热模具材料脉冲激光熔凝组织及其时效组织结构，以及熔凝区规则离散分布规律对材料抗磨损性能的影响。在10~5～10~7W/cm~2的脉冲激光平均功率密度范围内，可得到热传导型和深熔型两类强化区，当临界平均功率密度大于5 * 10~5W/cm~2，同时临界激光作用时间大于2ms时，热传导型强休区向深熔型强休区转变。熔化过程中，在熔池中形成上部以对流传热为主，底部以导热为主的传热模式，流场、温度场和压力场均随脉冲激光作用时间变化，最大流速、压力和温度梯度分别可达100m/s、数个大气压和10~(8-9) ℃C/m量级。凝固过程中，固液界面上的最大温度梯度、凝固速率和冷却速度时间和空间位置变化，分别可达10~(8-9) ℃/m量级、10~(-1)m/s量级和10~(7-8) ℃/s量级，其中冷却速度得到实验验证。亚共晶合金铸铁脉冲激光熔凝组织为δ-铁素体与M_3C的层片状共晶组织，还含有部分γ-奥氏体和少量的高碳孪晶马氏体组织，δ-铁素体和γ-奥氏体中均存在高密度位错亚结构。5CrMnMo钢脉冲激光熔凝组织由板条马氏体及少量的孪晶马氏体构成，马氏体中也存在高密度位错亚结构。上述两种组织经高温时效后，仍保持较细的晶粒，并有大量细小均匀弥散分布的碳化物析出，其中铸铁熔凝组织析出M_(23)C_6碳化物，M_(23)C_6可在M_3C/γ-奥氏体相界面或M_3C内部原位形核，亦可在δ-铁素体中弥散析出。两种材料的熔凝组织及其时效组织的显微硬度均明显高于相应的原始组织，也高于激光连续扫描熔凝的结果。脉冲激光规则离散熔凝加工在材料表面形成软硬相间的“原位”功能层，能显著降低裂纹形成的敏感性，提高材料表层的抗磨粒磨损性能，时效后仍具有较好的抗磨损性能。以熔凝强化区直径作为中心间距进行规则离散熔凝处理可使材料表面获得最佳抗磨损性能。

激光二极管抽运的国产Yb:YAG陶瓷激光器

研究了国产Yb:YAG陶瓷的激光输出特性。激光器采用激光二极管(LD)纵向同轴抽运Yb:YAG陶瓷样品,样品的掺杂原子数分数为1%,一端面镀940 nm和1030 nm双增透膜,另一端面镀1030 nm增透膜,激光器在1031 nm处获得了近红外激光输出。实验中分别测试了Yb:YAG陶瓷在不同输出透射率(T=4%,8%,10%)条件下的激光输出特性。整个实验过程中,激光器维持基横模运转。当输出透射率为10%,吸收的抽运功率为9 W时,激光器获得最大的激光输出功率为1.63 W,相应的斜率效率为23.2%。

Nd：GGG激光晶体热容工作下的热致效应与冷却特性数值模拟

基于对称双侧激光二极管（LD）抽运Nd：GGG（掺钕钆镓石榴石）激光晶体板条，从热传导基本方程出发，以废热等效于内热源模型为前提，利用有限元分析软件ANSYS对Nd：GGG板条在热容工作下的瞬态温度场及应力场进行了数值模拟，分析了在不同边界条件下温度和应力随时间和空间的变化特性及其热致变形。计算结果表明：在激光发射阶段，边界非绝热使得板条在垂直光轴方向产生温度梯度，由此产生的折射率梯度和应力梯度导致距离光轴最远的板条边缘和光轴处产生约0．2μm的变形量。同时模拟了冷却阶段空气对流冷却、水循环冷却及喷雾冷却

Two- and three-photon absorption in a novel fluorene-based compound

A novel symmetrical charge transfer fluorene-based compound 2,7-bis (4-methoxystyryl)-9, 9-bis (2-ethylhexyl)-9H-fluorene (abbreviated as BMOSF) was synthesized and its nonlinear absorption was investigated using two different laser systems: a 140-fs, 800-nm Ti:sapphire laser operating at 1-kHz repetition rate and a 38-ps, 1064-nm Nd:YAG pulsed laser operating at 10-Hz repetition rate, respectively. Unique nonlinear absorption properties in this new compound were observed that rise from multiphoton absorption. The nonlinear absorption coefficients were measured to be 6.02

两种新型芴类衍生物的三光子吸收特性研究

研究了两种新型芴类衍生物9，9-二(2-乙基已基)-2，7-二咔唑-9H-芴(简记为DCZF)和9，9-二(2-乙基已基)-2，7-二(2-(4-甲氧基)苯-2，1-乙烯基)芴(简记为BMOSF)在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的线性吸收和单光子荧光行为，并用脉冲宽度为38ps，重复频率为10Hz的1064 nm Nd：YAG脉冲激光研究了两种化合物的三光子吸收性质．结果表明：两种新材料的最大线性吸收峰分别位于330和380nm，吸收区域覆盖了270-420nm波段．两种化合物的荧光带位于蓝-紫区，中心

机载测深激光雷达千赫兹全固态激光器设计及特性研究

将千赫兹高功率全固态Nd：YAG激光器的增益介质当作厚透镜处理，使用矩阵的方法对等效热透镜腔进行分析。采用多条半导体激光列阵侧向紧凑抽运结构设计，提高了增益介质光抽运的均匀性。根据实际抽运功率，通过模拟计算，设计了平凸非稳腔。选择的凸面全反镜的最佳曲率半径有效地补偿了增益介质热透镜效应，激光器实现了动态稳腔运转，激光脉冲能量输出斜度效率大于13％，光束发散角优于1.3mrad。

激光二极管连续抽运电光调Q Nd：YVO4激光器

报道了全固态激光器连续抽运高重复率电光调Q的实验和理论分析结果。用LGS（La3Ga5SiO14）晶体作电光调Q元件，在激光二极管（LD）端面抽运Nd：YVO4激光器中实现了较高重复率的电光调Q输出。实验中在10^4Hz重复率下，抽运功率为28w时，平均功率超过5W，脉冲宽度为7ns，峰值功率为70kW，并对不同重复率时的脉冲输出进行了比较，在低重复率下，脉宽〈6．5ns，峰值功率超过100kW。在理论上，通过对连续抽运时的电光调Q速率方程进行修正，并考虑放大自发辐射（ASE）的影响，对调Q激光器的储能过

双侧面90°抽运微通道致冷Yb：YAG板条激光器

报道了采用带有微柱镜的激光二极管阵列（LDA）双侧面90°排布抽运的Yb：YAG板条激光器，实验中使用的激光晶体尺寸为6mm×10mm×1mm，掺杂原子数分数为3％。抽运光通过自行设计的聚光系统聚焦成10mm×1mm的光斑进行抽运，聚光系统的效率为75％，晶体表面功率密度达到1．9kW／cm^2，晶体内抽运光交叠区的体功率密度达到38kW／cm^3，远高于阈值的1．7kW／cm^3。当激光器采用平一凹腔结构，耦合输出为6％时激光单脉冲输出能量最高为25．5mJ，斜率效率为13％。插入声光调Q晶体后获得4．

高重复率紧凑型微脉冲全固态激光器

本文设计并实现了一台高重复率，紧凑型微脉冲全固态激光器。YAG晶体， Nd:YAG晶体和Cr4+:YAG晶体键合为一个单块晶体作为谐振腔。优化计算了Cr4+:YAG晶体的初始透过率，耦合输出透射率和泵浦光斑大小。对激光器的性能进行了测试，结果表明该激光器适合于空间激光测距。

千瓦级半导体抽运的固体热容板条激光器

报道了千瓦级激光二极管面阵抽运固体热容激光器的理论与实验研究, 分别采用Nd:YAG单板条和双板条串接的热容激光器, 利用热容激光器的理论计算模型计算了在一定的工作时间内激光输出特性, 并进行了实验验证。实验中采用的晶体尺寸均为59 mm×40 mm×4.5 mm, 对单板条进行抽运时平均功率大约为5.6 kW, 双板条串接时为11.2 kW, 重复频率为1 kHz, 占空比为20％。实验中观察了1 s的工作时间内脉冲能量输出的波动情况, 单板条时单脉冲能量输出最大为1.3 J, 在1 s后单脉冲能量输出