大功率半导体激光焊接2024和7075的试验研究 被引量：8

1

作者 李娜 王智勇 +2 位作者 苏国强 鲍勇 左铁钏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期326-328,共3页

采用自主研制的1 000W半导体激光器,对2024和7075铝合金薄板进行了焊接。论文分析了不同工艺参数对于铝合金焊缝宏观成型和微观组织的影响。2024铝合金焊缝的沉淀析出物尺寸明显变小。试验研究表明焊接过程比较稳定,焊缝成型良好,得出... 采用自主研制的1 000W半导体激光器,对2024和7075铝合金薄板进行了焊接。论文分析了不同工艺参数对于铝合金焊缝宏观成型和微观组织的影响。2024铝合金焊缝的沉淀析出物尺寸明显变小。试验研究表明焊接过程比较稳定,焊缝成型良好,得出大功率半导体激光器适合于薄铝板的焊接。 展开更多

关键词 大功率半导体体激光器 焊接 铝合金

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大功率半导体激光相变硬化U74钢轨的实验研究 被引量：4

2

作者 王智勇 苏国强 +1 位作者 张辉 左铁钏 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期63-67,共5页

使用自主研制的新型高光束质量大功率半导体激光器对U74钢轨进行相变硬化，并对硬化结果进行分析。分析结果表明，经过半导体激光处理后的表面区域晶粒结构明显细化，硬化层硬度HV10/20可以达到800～900，比基体硬度提高3～4倍，沿半导... 使用自主研制的新型高光束质量大功率半导体激光器对U74钢轨进行相变硬化，并对硬化结果进行分析。分析结果表明，经过半导体激光处理后的表面区域晶粒结构明显细化，硬化层硬度HV10/20可以达到800～900，比基体硬度提高3～4倍，沿半导体激光器光斑的不同轴向扫描对硬化层有很大影响，沿慢轴方向扫描得到的硬化层深度要远高于快轴方向的硬化层深度，硬度沿深度方向在过渡区附近迅速下降至基体硬度。实验表明，慢轴方向的相变硬化效率约为快轴方向的4倍。 展开更多

关键词 大功率半导体激光器(HPDL) 相变硬化 U74钢轨

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高功率光纤激光器中自相位调制的实验研究 被引量：1

3

作者 匡鸿深 赵方舟 +2 位作者 高静 葛廷武 王智勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2849-2853,共5页

利用主振荡功率放大(MOPA)结构高功率皮秒脉冲全光纤激光器,对高功率皮秒脉冲放大器中自相位调制(SPM)效应进行了实验研究。激光器种子源是自行搭建的半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模光纤激光器。为了抑制非线性效应,使用一个自制重... 利用主振荡功率放大(MOPA)结构高功率皮秒脉冲全光纤激光器,对高功率皮秒脉冲放大器中自相位调制(SPM)效应进行了实验研究。激光器种子源是自行搭建的半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模光纤激光器。为了抑制非线性效应,使用一个自制重频倍增器把种子脉冲的重频增加到328 MHz后再放大。放大器部分采用三级放大结构,最终获得了中心波长为1 066.5 nm,3 dB光谱线宽约为2.5nm,平均功率为91W的稳定皮秒脉冲激光输出。实验对光脉冲在放大的过程中自相位调制引起的光谱变化进行了研究。对激光器输出光谱的分析表明,随着功率的增大,高功率光纤激光器中自相位调制效应受到入射脉冲的初始啁啾和脉冲形状的影响程度也随着变大,与此同时还受到自陡峭效应的影响。 展开更多

关键词 光纤激光器 自相位调制 SESAM锁模 MOPA结构

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全光纤激光器光束质量的优化 被引量：21

4

作者 董繁龙 赵方舟 +1 位作者 葛廷武 王智勇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期844-849,共6页

基于激光器的结构,实验研究了影响光束质量的因素。搭建了百瓦级全光纤激光器,在最大泵浦功率为436W的条件下,在1 080nm处获得的激光输出为300W,光-光转换效率为69%,光束质量M2为1.13。实验研究了谐振腔出射的激光光束在传能光纤中传输... 基于激光器的结构,实验研究了影响光束质量的因素。搭建了百瓦级全光纤激光器,在最大泵浦功率为436W的条件下,在1 080nm处获得的激光输出为300W,光-光转换效率为69%,光束质量M2为1.13。实验研究了谐振腔出射的激光光束在传能光纤中传输时径向功率分布的变化,结果显示:随着光束在光纤中传输距离的增加,光纤中的包层光功率呈现出先增加后保持不变的趋势,因而在传输距离上选择不同的长度对包层光进行剥除,可以获得不同的光束质量。实验还显示,在相同的泵浦条件下,与包层光剥离器设置在腔外相比,其设置在谐振腔内可获得更高的激光输出功率,但是光束质量较差。最后,采用在腔内腔外各加一个包层光剥离器的方法获得了更好的光束质量,此时M2为1.07。 展开更多

关键词 光纤激光器 全光纤结构 光束质量 包层光剥离 加热扩芯光纤

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纳秒声光调Q光纤激光器产生超连续谱 被引量：15

5

作者 高静 于峰 +2 位作者 匡鸿深 葛廷武 王智勇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1138-1142,共5页

根据现有生成超连续谱方案的不足,搭建了一台全光纤结构的纳秒声光调Q激光器。该激光器中心波长为1 064.3nm,重复频率为20kHz,脉冲宽度为250ns；经过一级放大得到的输出功率为13.02 W。将信号光耦合进自行研制的高功率模场适配器（MFA）... 根据现有生成超连续谱方案的不足,搭建了一台全光纤结构的纳秒声光调Q激光器。该激光器中心波长为1 064.3nm,重复频率为20kHz,脉冲宽度为250ns；经过一级放大得到的输出功率为13.02 W。将信号光耦合进自行研制的高功率模场适配器（MFA）,得到了10.7 W的信号光输出,耦合效率高达82.2%。将MFA与光子晶体光纤（PCF）熔接,得到了平均功率为5.43 W的超连续谱输出,光谱覆盖为900～1 700nm。由于实验采用的声光调制器（AOM）脉宽较宽,导致泵浦光峰值较低,非线性效应较弱,未能使超连续谱向可见光展宽。因此,建议采用较窄脉宽的AOM作为调Q元件来实现高峰值功率输出,以改善纳秒脉冲PCF产生的超连续谱特性。 展开更多

关键词 声光调Q 光子晶体光纤 超连续谱 光纤激光器

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光纤弯曲对掺镱光纤激光器光束质量的影响 被引量：5

6

作者 董繁龙 赵方舟 +1 位作者 葛廷武 王智勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3565-3569,共5页

通过改变F-P腔全光纤激光器中的光纤盘绕半径,对输出激光光束质量进行了研究。搭建了百瓦级全光纤激光器。最大泵浦功率为436 W的条件下,获得了300 W波长1 080 nm的激光输出。光束质量M2=1.13。光-光转换效率为69%。理论分析并计算了20/... 通过改变F-P腔全光纤激光器中的光纤盘绕半径,对输出激光光束质量进行了研究。搭建了百瓦级全光纤激光器。最大泵浦功率为436 W的条件下,获得了300 W波长1 080 nm的激光输出。光束质量M2=1.13。光-光转换效率为69%。理论分析并计算了20/400μm大模场面积双包层光纤中的两种导波模式LP01模和LP11模沿光纤径向的功率分布和弯曲损耗;利用光纤弯曲选模方法,实验上探究了光纤弯曲半径对输出激光模式及光束质量的影响。实验发现,通过光纤弯曲方式可以有效地消除高阶模式,再经过包层光剥除可以获得更好的光束质量M2=1.06。 展开更多

关键词 光纤激光器 全光纤结构 光束质量 弯曲损耗 包层光剥离

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激光熔覆立铣刀的熔覆层微观结构和性能 被引量：4

7

作者 陆伟 侯立群 +1 位作者 陈铠 左铁钏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期51-53,58,共4页

采用YAG激光在 4 5号钢表面熔覆钴基自熔合金 ,利用光学显微镜和电子显微镜技术观察和分析了激光熔覆层的微观组织特征 ,用X射线衍射仪测试熔覆层的相组成 ,分析了激光熔覆钴基合金的强化原理 ,测量了熔覆层金属的显微硬度 。

关键词 激光熔覆 钴基合金 显微组织

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28W高功率超连续谱光纤激光光源 被引量：3

8

作者 高静 于峰 +2 位作者 匡鸿深 葛廷武 王智勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2840-2843,共4页

报道了一个全光纤结构的高功率超连续谱激光光源。利用自行搭建的环形腔掺镱脉冲光纤激光器作为种子源，采用三级MOPA功率放大，得到了平均功率为62 W，中心波长为1065 nm，3 dB谱宽15 nm，重复频率为118 MHz的皮秒锁模脉冲输出，将其... 报道了一个全光纤结构的高功率超连续谱激光光源。利用自行搭建的环形腔掺镱脉冲光纤激光器作为种子源，采用三级MOPA功率放大，得到了平均功率为62 W，中心波长为1065 nm，3 dB谱宽15 nm，重复频率为118 MHz的皮秒锁模脉冲输出，将其耦合进零色散波长为1040 nm的光子晶体（PCF），最终得到平均功率为28 W，谱宽覆盖范围为600~1700 nm的超连续谱激光输出，超连续谱的光-光转换效率为45%。实验解决了高功率下大芯径掺杂光纤与PCF的耦合效率低的问题。 展开更多

关键词 PCF 超连续谱 脉冲光纤激光器

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大功率半导体激光器实用化微通道热沉 被引量：2

9

作者 尧舜 丁鹏 +2 位作者 刘江 曹银花 王智勇 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1718-1721,共4页

根据大功率半导体器无氧铜微通道热沉的实用化制备工艺特点,利用商用CFD软件FLUENT对微通道热沉内部微通道散热区层间折转通道宽度和热沉前端面壁厚度进行优化设计,并采用化学腐蚀结合扩散焊技术制备无氧铜微通道热沉,微通道尺寸为27 mm... 根据大功率半导体器无氧铜微通道热沉的实用化制备工艺特点,利用商用CFD软件FLUENT对微通道热沉内部微通道散热区层间折转通道宽度和热沉前端面壁厚度进行优化设计,并采用化学腐蚀结合扩散焊技术制备无氧铜微通道热沉,微通道尺寸为27 mm×11 mm×1.5 mm.利用低电光转换效率大功率半导体激光阵列器件对所制备热沉进行散热能力测试,激光阵列宽1 cm,腔长1 000μm,条宽200μm,填充因子为50%,微通道热沉热阻0.34 K/W,能满足半导体激光阵列器件高功率集成输出的散热需求. 展开更多

关键词 半导体激光器 微通道热沉 热阻

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新型弹壳激光打孔机的研制 被引量：1

10

作者 鄢歆 王智勇 +5 位作者 鲍勇 刘学胜 刘腾 师一帆 于今堆 张忠环 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期648-651,共4页

介绍了一种针对弹壳底火孔加工所用的新型高功率YAG激光打孔机。打孔机由激光器、导光聚焦系统、数控机床控制系统构成,各系统相互衔接,实现了光机电一体自动化打孔。打孔方式采用旋切式打孔,孔径大小以及两孔中心距方便可调。激光器最... 介绍了一种针对弹壳底火孔加工所用的新型高功率YAG激光打孔机。打孔机由激光器、导光聚焦系统、数控机床控制系统构成,各系统相互衔接,实现了光机电一体自动化打孔。打孔方式采用旋切式打孔,孔径大小以及两孔中心距方便可调。激光器最大功率500W,光斑聚焦直径约0.5mm。弹壳材料是3.5mm厚碳钢,孔壁影响区小于0.1mm,孔径精确度高于0.05mm。机器连续24h工作,运行稳定,解决了传统弹壳钻头打小孔存在精度、效率和质量不高,而冲压打孔又不能打小孔的问题。 展开更多

关键词 激光打孔机 弹壳 旋切打孔 YAG激光器

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基于偏振耦合的千瓦级半导体激光加工系统 被引量：1

11

作者 尧舜 曹银花 +3 位作者 丁鹏 苏国强 张辉 王智勇 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期58-59,共2页

根据商用大功率半导体激光堆的偏振性和慢轴远场特性,结合商用光学设计软件ZEMAX将两个600W的半导体激光堆利用Glan-Taylor棱镜进行偏振耦合并准直聚焦输出配以自制加工头获得激光加工系统。系统输出功率大于1000W,在焦距100mm处光斑大... 根据商用大功率半导体激光堆的偏振性和慢轴远场特性,结合商用光学设计软件ZEMAX将两个600W的半导体激光堆利用Glan-Taylor棱镜进行偏振耦合并准直聚焦输出配以自制加工头获得激光加工系统。系统输出功率大于1000W,在焦距100mm处光斑大小约为1mm×6mm(能量大于95%),平均能量密度大于1.6×104W/cm2。利用该激光系统对U74钢轨的表面以1050mm/min进行扫描,获得表面相变硬化层深度约为0.25mm,表面硬度从250 HV10/20提高到800HVl0/20至900HV10/20。 展开更多

关键词 半导体激光器 偏振耦合 激光加工 表面处理

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激光快速成型送粉器及其特性 被引量：3

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作者 崔海涛 李强 +2 位作者 武强 王旭葆 左铁钏 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期341-344,共4页

针对激光快速成型送粉器进行了研究,讨论了激光快速成型技术和工艺中所要涉及到的关键问题,指出送粉器的送粉特性对激光快速成型质量会产生决定性的影响.以现有的6种送粉器为例,详细说明了送粉器的几种典型送粉原理.最后列表分析了此类... 针对激光快速成型送粉器进行了研究,讨论了激光快速成型技术和工艺中所要涉及到的关键问题,指出送粉器的送粉特性对激光快速成型质量会产生决定性的影响.以现有的6种送粉器为例,详细说明了送粉器的几种典型送粉原理.最后列表分析了此类送粉器在原理、特性及应用上的异同.分析结果表明:需要研制小载流气体流量（<1L/min）、能输送更小颗粒粉末（尺寸<1μm）的送粉器,例如纳米相级送粉,并对送粉原理进行进一步改进. 展开更多

关键词 激光快速成型 送粉器 送粉特性 送粉原理 合金粉末

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用于产生中红外超连续谱的硫系玻璃色散研究 被引量：1

13

作者 高静 于峰 +1 位作者 葛廷武 王智勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期3368-3372,共5页

硫系材料由于具有较长波长的红外透光截止波段,且具有较高的线性折射率和高非线性系数,是产生中红外超连续谱激光的理想非线性介质材料。由于泵浦非线性介质一般多采用波长2μm以下的激光源,所以研究材料的色散很有意义。利用4种不同形... 硫系材料由于具有较长波长的红外透光截止波段,且具有较高的线性折射率和高非线性系数,是产生中红外超连续谱激光的理想非线性介质材料。由于泵浦非线性介质一般多采用波长2μm以下的激光源,所以研究材料的色散很有意义。利用4种不同形式的方程拟合了3种硫系玻璃材料As2S3、As2Se3、Ge33As12Se55的折射率随波长的变化曲线,并计算了材料色散曲线,得到了较为理想的结果,3种材料的零色散波长分别为4.8μm、7.2μm、6.1μm。同时证明了对于硫系玻璃材料,不能只利用短波长下的折射率值拟合计算长波长下的折射率。 展开更多

关键词 硫系玻璃 线性折射率 色散 中红外 超连续谱

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高功率高耦合效率光纤模场匹配器 被引量：9

14

作者 王智勇 张晶 +2 位作者 葛廷武 孙畅 董繁龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期319-324,共6页

为了提高大模场面积光纤到单模光纤的耦合效率,利用加热扩芯的方法,对单模光纤进行了热扩芯处理,实现了大模场面积双包层光纤15/130μm到单模光纤6/125μm的模式匹配。对进行热扩芯处理的模场匹配器的传输损耗进行了理论分析;利用自行... 为了提高大模场面积光纤到单模光纤的耦合效率,利用加热扩芯的方法,对单模光纤进行了热扩芯处理,实现了大模场面积双包层光纤15/130μm到单模光纤6/125μm的模式匹配。对进行热扩芯处理的模场匹配器的传输损耗进行了理论分析;利用自行搭建的中心波长为1 064nm的激光光源分别测量了商用及自制的模场匹配器的传输损耗。实验结果表明:采用加热扩芯的方法极大地提高了大模场面积光纤到单模光纤的模场匹配器的模式耦合效率。与商用的模场匹配器相比,自制的模场匹配器具有更高的耦合效率和运行功率,其热处理能力更强,可靠性也更好,运行功率可以达到100W;在进行风冷的情况下,稳定工作时间累计为120min,最终可以获得73W的单模光输出,热处理能力为27W。模场匹配器性能的提高满足了高功率光纤元器件发展的需要,有利于实现光纤激光系统的全光纤化。 展开更多

关键词 大模场光纤 单模光纤 热扩芯 模场匹配器 耦合效率

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1kW掺Yb全光纤放大器的散热处理 被引量：2

15

作者 董繁龙 葛廷武 +1 位作者 张雪霞 王智勇 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期790-794,共5页

基于主振荡功率放大(MOPA)结构,搭建了千瓦级掺Yb全光纤放大器。最大泵浦功率为1496 W的条件下,获得了1024 W波长1.08μm的基模连续激光输出,光-光转换效率68.5%,光束质量M2=1.24。对高功率连续光纤放大器中的热效应进行研究,并对于仅... 基于主振荡功率放大(MOPA)结构,搭建了千瓦级掺Yb全光纤放大器。最大泵浦功率为1496 W的条件下,获得了1024 W波长1.08μm的基模连续激光输出,光-光转换效率68.5%,光束质量M2=1.24。对高功率连续光纤放大器中的热效应进行研究,并对于仅由于涂覆层的热损伤引起的功率极限给出了理论模拟。不同散热条件下,对掺Yb光纤横截面上径向的温度分布进行了模拟。通过对20/390μm无源光纤与20/400μm掺Yb光纤的熔接方式进行优化,解决了模拟结果与实验结果不一致的问题,并对该点的冷却进行了实验研究。最终,放大级泵浦光注入处熔接点表面最大温度不超过60℃。 展开更多

关键词 光纤激光器 全光纤结构 光纤散热 光纤熔接

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