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RSS2003年 27卷 第2期
2003, 27(2): 81-84,93.
[摘要]
[PDF 399KB]
摘要:
采用激光预置熔覆法,通过在FeCSiB合金粉末中添加一定比率的强碳化物形成元素Zr,在中碳钢基体上制备原位析出的颗粒增强铁基复合材料表层。利用光学显微镜、场发射电子扫描显微镜(能谱仪)和金相组织分析系统,对熔覆层显微组织、硬质颗粒的成分及其分布规律进行了观察与分析。其显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶介稳组织;奥氏体在随后的冷却过程中转变为马氏体;熔覆层与基体成良好的冶金结合。熔覆层内析出的硬质颗粒是以ZrC为主的复合碳化物,主要分布在枝晶内与枝晶间;单道搭接熔覆层颗粒的体积分数分别为1.96%、2.2%～3.84%;显微硬度值在800HV0.2～1100HV0.2之间。
采用激光预置熔覆法,通过在FeCSiB合金粉末中添加一定比率的强碳化物形成元素Zr,在中碳钢基体上制备原位析出的颗粒增强铁基复合材料表层。利用光学显微镜、场发射电子扫描显微镜(能谱仪)和金相组织分析系统,对熔覆层显微组织、硬质颗粒的成分及其分布规律进行了观察与分析。其显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶介稳组织;奥氏体在随后的冷却过程中转变为马氏体;熔覆层与基体成良好的冶金结合。熔覆层内析出的硬质颗粒是以ZrC为主的复合碳化物,主要分布在枝晶内与枝晶间;单道搭接熔覆层颗粒的体积分数分别为1.96%、2.2%～3.84%;显微硬度值在800HV0.2～1100HV0.2之间。
2003, 27(2): 90-93.
摘要:
通过采用有限元与多层网格法,求解热传导和对流方程,建立了模拟快速激光重熔的二维瞬态模型,并用该模型模拟了高扫描速度(2m/s)与低扫描速度(0.2m/s)情况下,时变的脉冲激光与连续激光重熔的物理过程。模拟结果显示,激光扫描速度对熔池内的流线分布的较大影响,从而影响到重熔后材料表面的成分分布。低扫描速度不材料表面同一区域可被多个脉冲加热,而高扫描速度下只被一个脉冲加热。熔池表面的形状在重熔过程中呈现中心凹陷,边缘凸起。此外,还通过模拟结果得到了熔池的大小、形状、平均冷却速度和边缘材料冷却速度,这些冷却速度对于分析材料表面的微观结构是有用的。
通过采用有限元与多层网格法,求解热传导和对流方程,建立了模拟快速激光重熔的二维瞬态模型,并用该模型模拟了高扫描速度(2m/s)与低扫描速度(0.2m/s)情况下,时变的脉冲激光与连续激光重熔的物理过程。模拟结果显示,激光扫描速度对熔池内的流线分布的较大影响,从而影响到重熔后材料表面的成分分布。低扫描速度不材料表面同一区域可被多个脉冲加热,而高扫描速度下只被一个脉冲加热。熔池表面的形状在重熔过程中呈现中心凹陷,边缘凸起。此外,还通过模拟结果得到了熔池的大小、形状、平均冷却速度和边缘材料冷却速度,这些冷却速度对于分析材料表面的微观结构是有用的。
2003, 27(2): 97-100.
摘要:
板料激光弯曲成形是一种利用激光成形构件的柔性成形技术,以平板激光单次扫描成形的过程为研究对象,应用有限元分析软件ANSYS进行二次开发,对温度梯度机理下弯曲成形过程的温度场进行了系统的研究。建立了温度场的有限元分析模型,研究了给定技术参数下激光弯曲温度场的动态变化过程和温度场的分布,以及各技术参数对峰值温度和温度梯度的影响规律。
板料激光弯曲成形是一种利用激光成形构件的柔性成形技术,以平板激光单次扫描成形的过程为研究对象,应用有限元分析软件ANSYS进行二次开发,对温度梯度机理下弯曲成形过程的温度场进行了系统的研究。建立了温度场的有限元分析模型,研究了给定技术参数下激光弯曲温度场的动态变化过程和温度场的分布,以及各技术参数对峰值温度和温度梯度的影响规律。
2003, 27(2): 103-105.
摘要:
研究了采用高功率Nd:YAG连续激光器焊接铝合金2007的方法和工艺参数。通过观察焊缝截面,发现存在气孔和热裂纹。工艺实验表明,采用填充焊丝AlSi12激光焊接可有效抑制热裂纹的产生。
研究了采用高功率Nd:YAG连续激光器焊接铝合金2007的方法和工艺参数。通过观察焊缝截面,发现存在气孔和热裂纹。工艺实验表明,采用填充焊丝AlSi12激光焊接可有效抑制热裂纹的产生。
2003, 27(2): 113-115.
摘要:
利用扫描电镜、透射电镜和图像分析仪,对18Cr2Ni4W钢渗碳激光强化复合处理试样微观组织进行了较细致的研究。结果表明,18Cr2Ni4W钢在复合工艺作用下,随着表面硬化区层深的变化,其组织结构发生明显变化;由于钢中存在大量的合金元素,致使表面硬化层产生大量的残留奥氏体,降低了表面的硬度;随着激光扫描速度的增加,硬化区硬度增大。
利用扫描电镜、透射电镜和图像分析仪,对18Cr2Ni4W钢渗碳激光强化复合处理试样微观组织进行了较细致的研究。结果表明,18Cr2Ni4W钢在复合工艺作用下,随着表面硬化区层深的变化,其组织结构发生明显变化;由于钢中存在大量的合金元素,致使表面硬化层产生大量的残留奥氏体,降低了表面的硬度;随着激光扫描速度的增加,硬化区硬度增大。
2003, 27(2): 119-121.
摘要:
采用5kWCO2激光器在IF钢表面激光熔覆CoCrWNiSi合金/SiCp陶瓷涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆层的相结构和凝固组织特征。对熔覆层的耐磨性进行了试验。结果表明,熔覆层细小均匀,与基体搭接处为平面、胞状晶,表层为细密的枝晶。熔覆层的相结构为γ-Co及Si2W,CoWSi,Cr3Si,CoSi2等相。SiC的加入提高了熔覆层的耐磨性。
采用5kWCO2激光器在IF钢表面激光熔覆CoCrWNiSi合金/SiCp陶瓷涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆层的相结构和凝固组织特征。对熔覆层的耐磨性进行了试验。结果表明,熔覆层细小均匀,与基体搭接处为平面、胞状晶,表层为细密的枝晶。熔覆层的相结构为γ-Co及Si2W,CoWSi,Cr3Si,CoSi2等相。SiC的加入提高了熔覆层的耐磨性。
2003, 27(2): 143-144,149.
摘要:
在快速成形技术中,扫描激光与物质的物理化学作用决定了加工零件的质量和加工效率;SLS(激光选区烧结)成形技术中的扫描激光能量大小和分布对加工件的质量有决定作用。分析了激光扫描的能量大小和分布,讨论了扫描激光的有关参数对扫描能量大小和分布的影响规律;指出一定间隔叠加扫描的激光能量大小与扫描间隔是一个非线形关系,其分布也与扫描间隔有密切的关系;激光束直径、扫描速度等参数对扫描能量的大小与分布也有一定影响;扫描线的数量与扫描能量的大小与分布几乎无关。
在快速成形技术中,扫描激光与物质的物理化学作用决定了加工零件的质量和加工效率;SLS(激光选区烧结)成形技术中的扫描激光能量大小和分布对加工件的质量有决定作用。分析了激光扫描的能量大小和分布,讨论了扫描激光的有关参数对扫描能量大小和分布的影响规律;指出一定间隔叠加扫描的激光能量大小与扫描间隔是一个非线形关系,其分布也与扫描间隔有密切的关系;激光束直径、扫描速度等参数对扫描能量的大小与分布也有一定影响;扫描线的数量与扫描能量的大小与分布几乎无关。
2003, 27(2): 85-87.
摘要:
对前级激光振荡、后级激光放大的脉冲Nd:YAG激光器采用经典电光调Q的方法,实现了最大输出峰值功率50MW左右,脉宽为13ns,重复频率为1Hz～20Hz的调Q脉冲。实验中对偏振片侧面反射出较强激光的特殊现象做了深入的分析和探讨,指出了该现象产生的原因及如何利用这种现象来指导电光调Q类激光器的调试,最后给出了一些提高调Q效果的改进措施,具有较强的实践意义和普遍适用性。
对前级激光振荡、后级激光放大的脉冲Nd:YAG激光器采用经典电光调Q的方法,实现了最大输出峰值功率50MW左右,脉宽为13ns,重复频率为1Hz～20Hz的调Q脉冲。实验中对偏振片侧面反射出较强激光的特殊现象做了深入的分析和探讨,指出了该现象产生的原因及如何利用这种现象来指导电光调Q类激光器的调试,最后给出了一些提高调Q效果的改进措施,具有较强的实践意义和普遍适用性。
2003, 27(2): 88-89.
摘要:
利用带电粒子在均匀等离子体中传播时,在其后激发的尾波场作为自发辐射自放大自由电子激光(SASE-FEL)的摇摆器,称为尾波摇摆器。分析了此摇摆器在工作机制及其相应的周期、场强度,根据SASE-FEL理论计算了其增益长度Lg,并和APS的SASE实验参数作了比较。
利用带电粒子在均匀等离子体中传播时,在其后激发的尾波场作为自发辐射自放大自由电子激光(SASE-FEL)的摇摆器,称为尾波摇摆器。分析了此摇摆器在工作机制及其相应的周期、场强度,根据SASE-FEL理论计算了其增益长度Lg,并和APS的SASE实验参数作了比较。
2003, 27(2): 101-102,105.
摘要:
报道了倍频Nd:YAG固体激光器的研究结果,激光器系统由一级板条Nd:YAG激光振荡器、三级板条放大器和KTP倍频晶体等构成,输出倍频激光能量大于1J,脉冲重复频率1Hz,脉冲宽带6ns～9ns,倍频效率约为48%。
报道了倍频Nd:YAG固体激光器的研究结果,激光器系统由一级板条Nd:YAG激光振荡器、三级板条放大器和KTP倍频晶体等构成,输出倍频激光能量大于1J,脉冲重复频率1Hz,脉冲宽带6ns～9ns,倍频效率约为48%。
2003, 27(2): 110-112.
摘要:
根据“黑箱化”唯象理论,设计了研究混浊介质180°后向散射特性的系统,对该测定系统的工作原理和测定原理进行了阐述。
根据“黑箱化”唯象理论,设计了研究混浊介质180°后向散射特性的系统,对该测定系统的工作原理和测定原理进行了阐述。
2003, 27(2): 122-123,125.
摘要:
在几何光学的近似下,通过简化模型研究了毛细管放电X射线在柱状长等离子体柱中的传播与增益过程,给出了径向电子密度抛物线近似下由等离子体侧面泄露的X射线的输出光强随偏转角的变化关系,并分析了它对光强分布及激光束形的影响。
在几何光学的近似下,通过简化模型研究了毛细管放电X射线在柱状长等离子体柱中的传播与增益过程,给出了径向电子密度抛物线近似下由等离子体侧面泄露的X射线的输出光强随偏转角的变化关系,并分析了它对光强分布及激光束形的影响。
2003, 27(2): 126-129.
摘要:
用二阶矩分析法和广义惠更斯菲涅耳衍射积分方法,对三维TEMm,n模厄米高斯光束通过对称化光学系统的变换特性作了详细的研究。研究结果表明,出射光束是完全对称化的。出射光束实现了二阶矩意义下的对称化,并且出射光束的光斑具有旋转对称性。对称化后的光束在自由空间传输时能保持其形状不变。
用二阶矩分析法和广义惠更斯菲涅耳衍射积分方法,对三维TEMm,n模厄米高斯光束通过对称化光学系统的变换特性作了详细的研究。研究结果表明,出射光束是完全对称化的。出射光束实现了二阶矩意义下的对称化,并且出射光束的光斑具有旋转对称性。对称化后的光束在自由空间传输时能保持其形状不变。
2003, 27(2): 134-136.
摘要:
对采用SBS调Q产生喇曼频移输出的激光器进行了理论分析,并对实验结果与染料调Q时的输出进行了对比,提出了改进该种激光器性能的方法。
对采用SBS调Q产生喇曼频移输出的激光器进行了理论分析,并对实验结果与染料调Q时的输出进行了对比,提出了改进该种激光器性能的方法。
2003, 27(2): 137-139.
摘要:
对电子束装置进行了调试,使二极管的电流和电压可以在一定范围内改变。利用该电子束装置泵浦0.3MPa的氩气,获得了中心位于240nm氩的第3谱带。在二极管电流和电压两个参数中保持一个不变的情况下,改变另一个参数,观察到氩的第3谱带随二极管电压或电流的增加强度增大。
对电子束装置进行了调试,使二极管的电流和电压可以在一定范围内改变。利用该电子束装置泵浦0.3MPa的氩气,获得了中心位于240nm氩的第3谱带。在二极管电流和电压两个参数中保持一个不变的情况下,改变另一个参数,观察到氩的第3谱带随二极管电压或电流的增加强度增大。
2003, 27(2): 145-146.
摘要:
对无后向反射镜SBS调Q的YAG激光器做了实验研究。在对透镜焦距、池子长度、聚焦位置优化后,当重复频率分别为1Hz和5Hz时,得到了稳定的高质量激光输出。
对无后向反射镜SBS调Q的YAG激光器做了实验研究。在对透镜焦距、池子长度、聚焦位置优化后,当重复频率分别为1Hz和5Hz时,得到了稳定的高质量激光输出。
2003, 27(2): 147-149.
摘要:
基于矩阵合成和分解理论,提出了可将三维像散厄米高斯光束变换为对称拉盖尔高斯光束的两种新型光学系统,并以数值计算例加以说明。
基于矩阵合成和分解理论,提出了可将三维像散厄米高斯光束变换为对称拉盖尔高斯光束的两种新型光学系统,并以数值计算例加以说明。
2003, 27(2): 150-152.
摘要:
用傅里叶级数展开法研究了平顶高斯光束通过有光阑限制的近轴ABCD光学系统的传输特性,导出了光阑透射率为T(x)=cos(Ωx)时的近似解析传输公式,硬边光阑的情况可作为Ω=0的特例得到。并给出了数值例。研究表明,用Collins公式直接数值积分与已推出的近似解析公式的结果在误差范围内一致。
用傅里叶级数展开法研究了平顶高斯光束通过有光阑限制的近轴ABCD光学系统的传输特性,导出了光阑透射率为T(x)=cos(Ωx)时的近似解析传输公式,硬边光阑的情况可作为Ω=0的特例得到。并给出了数值例。研究表明,用Collins公式直接数值积分与已推出的近似解析公式的结果在误差范围内一致。
2003, 27(2): 155-157.
摘要:
使用级数修正公式研究了非傍轴厄米高斯光束的传输。用数值计算例子说明了修正公式的适用范围。结果表明,在束宽可与波长相比时,修正公式是发散的,并分析了发散的原因。
使用级数修正公式研究了非傍轴厄米高斯光束的传输。用数值计算例子说明了修正公式的适用范围。结果表明,在束宽可与波长相比时,修正公式是发散的,并分析了发散的原因。
2003, 27(2): 158-159.
摘要:
稳频调谐矩形波导CO2激光器中采用光栅选支,要求光栅具有精确的安装角度,以避免损耗过大或出现跳支现象。研究了安装角的偏差带来的损耗与偏差角之间的关系。介绍了一种基于三角法并使用铅垂线校准光栅安装角度的方法。计算表明,用该方法安装光栅具有较高的精确度,其安装误差角造成的损耗非常小,而且振荡支线稳定。
稳频调谐矩形波导CO2激光器中采用光栅选支,要求光栅具有精确的安装角度,以避免损耗过大或出现跳支现象。研究了安装角的偏差带来的损耗与偏差角之间的关系。介绍了一种基于三角法并使用铅垂线校准光栅安装角度的方法。计算表明,用该方法安装光栅具有较高的精确度,其安装误差角造成的损耗非常小,而且振荡支线稳定。
2003, 27(2): 94-96,112.
摘要:
提出了用透射光谱曲线和模拟退火算法同时确定薄膜材料折射率n、消光系数k及薄膜厚度d的方法,并给出了严格的理论公式和计算程序框架图。为了验证此方法的准确性和可行性,先进行了计算模拟,然后对SiNx薄膜进行了测量。模拟结果与理论值非常接近,根据实验结果恢复出来的曲线与原始实验曲线吻合得很好。此方法具有非破坏性、测量简单、操作方便、稳定性好和计算收敛速度快、精度高等特点。
提出了用透射光谱曲线和模拟退火算法同时确定薄膜材料折射率n、消光系数k及薄膜厚度d的方法,并给出了严格的理论公式和计算程序框架图。为了验证此方法的准确性和可行性,先进行了计算模拟,然后对SiNx薄膜进行了测量。模拟结果与理论值非常接近,根据实验结果恢复出来的曲线与原始实验曲线吻合得很好。此方法具有非破坏性、测量简单、操作方便、稳定性好和计算收敛速度快、精度高等特点。
2003, 27(2): 106-109.
摘要:
讨论了激光抛光金刚石膜机理、影响因素,分析了激光抛光金刚石膜理论模型、激光抛光后金刚石膜的粗糙度极限,提出要实现金刚石膜特别是厚膜的精密抛光须考虑激光辅助复合抛光或其它抛光工艺。
讨论了激光抛光金刚石膜机理、影响因素,分析了激光抛光金刚石膜理论模型、激光抛光后金刚石膜的粗糙度极限,提出要实现金刚石膜特别是厚膜的精密抛光须考虑激光辅助复合抛光或其它抛光工艺。
2003, 27(2): 116-118,121.
摘要:
结合最新纳秒光参量振荡器(OPOs)的相关文献对纳秒级光参量振荡器的工作特性进行了细致描述,就光参量振荡器的几个重要指标分别进行了探讨,给出了几种新型非线性光学晶体的技术参数,并讨论了其相应的优缺点,最后阐述了纳秒光参量振荡器可能的发展前景。
结合最新纳秒光参量振荡器(OPOs)的相关文献对纳秒级光参量振荡器的工作特性进行了细致描述,就光参量振荡器的几个重要指标分别进行了探讨,给出了几种新型非线性光学晶体的技术参数,并讨论了其相应的优缺点,最后阐述了纳秒光参量振荡器可能的发展前景。
2003, 27(2): 130-133.
摘要:
综述了脉冲激光熔凝和相变硬化的国内外研究现状,就目前该领域中存在的问题及其发展方向提出了自己的看法。
综述了脉冲激光熔凝和相变硬化的国内外研究现状,就目前该领域中存在的问题及其发展方向提出了自己的看法。
2003, 27(2): 140-142.
摘要:
综述了使用半导体泵浦的固体环型激光器的优点——可以使激光陀螺实现全固体化、提高光束质量并减小陀螺的锁区,但是由于半导体泵浦的固体环型激光器工作于多纵模状态,对陀螺的精度有很大影响。介绍了可以实现固体环型激光器单纵模的方法,即色散法、FP干涉法、复合腔法等,并对国内外最近出现的实现单纵模的方法进行了总结和比较。得出FP干涉法是最直接有效的方法,其它方法可以进一步在固体环型激光器中验证。
综述了使用半导体泵浦的固体环型激光器的优点——可以使激光陀螺实现全固体化、提高光束质量并减小陀螺的锁区,但是由于半导体泵浦的固体环型激光器工作于多纵模状态,对陀螺的精度有很大影响。介绍了可以实现固体环型激光器单纵模的方法,即色散法、FP干涉法、复合腔法等,并对国内外最近出现的实现单纵模的方法进行了总结和比较。得出FP干涉法是最直接有效的方法,其它方法可以进一步在固体环型激光器中验证。
2003, 27(2): 124-125.
摘要:
给出了一种精确测量石英晶体光轴方向厚度的光学测量方法,其测量精度可以达到0.002mm。
给出了一种精确测量石英晶体光轴方向厚度的光学测量方法,其测量精度可以达到0.002mm。
2003, 27(2): 153-154,157.
摘要:
根据He-Ne激光对眼睛和皮肤的最大允许照射量,计算系列He-Ne激光器的输出功率密度值、测量谐振腔的辐射量,分析其危险性并提出防护措施。
根据He-Ne激光对眼睛和皮肤的最大允许照射量,计算系列He-Ne激光器的输出功率密度值、测量谐振腔的辐射量,分析其危险性并提出防护措施。
2003, 27(2): 160-160.
摘要:
探讨了31例输尿管结石病人治疗的新方法。应用输尿管镜联合钬激光治疗,29例病人短时间内输尿管结石排尽。结果表明,输尿管镜联合钬激光治疗输尿管结石快速、有效。
探讨了31例输尿管结石病人治疗的新方法。应用输尿管镜联合钬激光治疗,29例病人短时间内输尿管结石排尽。结果表明,输尿管镜联合钬激光治疗输尿管结石快速、有效。
