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光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的发展及展望 被引量：3
1
作者 沈华 朱日宏 卞殷旭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期63-76,共14页
目前光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的应用主要有两个方面,一是作为谐振腔腔镜,二是用来抑制激光器的非线性效应。首先论述了光纤光栅作为腔镜技术的发展现状,然后着重论述了能够抑制光纤激光器中非线性效应的特殊光纤光栅的发展状... 目前光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的应用主要有两个方面,一是作为谐振腔腔镜,二是用来抑制激光器的非线性效应。首先论述了光纤光栅作为腔镜技术的发展现状,然后着重论述了能够抑制光纤激光器中非线性效应的特殊光纤光栅的发展状况。并详细描述了倾斜布拉格光纤光栅抑制受激拉曼散射和受激布里渊散射、长周期光纤光栅抑制受激拉曼散射以及相移长周期光纤光栅抑制自相位调制或四波混频等非线性效应引起的光谱展宽的研究进展。最后展望了光纤光栅在高功率光纤激光器领域的发展趋势,认为光纤光栅将朝着更高承载功率与长波长方向发展,同时认为基于飞秒激光刻写的光纤光栅技术、能够同时抑制多种非线性效应的光纤光栅技术、以及基于光纤光栅的光纤激光器激光偏振控制技术等将成为新的研究热点。 展开更多
关键词 高功率光纤激光器 光纤光栅 谐振腔腔镜 非线性效应抑制
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激光焊接等离子体光谱辐射传输模型 被引量：2
2
作者 王念 沈华 朱日宏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1362-1366,共5页
了解激光焊接光致等离子体在多个波长下的光谱辐射场三维分布能够帮助研究人员获取等离子体的温度场分布、电子密度分布以及其他一些物理量的三维分布,对于改进激光焊接工艺有着重要的意义。了解等离子体光谱辐射能量传输到探测器靶面... 了解激光焊接光致等离子体在多个波长下的光谱辐射场三维分布能够帮助研究人员获取等离子体的温度场分布、电子密度分布以及其他一些物理量的三维分布,对于改进激光焊接工艺有着重要的意义。了解等离子体光谱辐射能量传输到探测器靶面这一物理过程是重建激光焊接等离子体光谱辐射场的前提。提出一种基于光学成像的等离子体光谱辐射能量传输模型:基于辐射度量学,研究等离子体光谱辐射发出到被探测器镜头接收这一过程,推导等离子体中某一点被镜头接收到的光谱辐射通量占其向周围空间所发出总光谱辐射通量的比例系数ω1,建立起光谱辐射传递模型;基于光学成像原理,研究光谱辐射由等离子体发出通过镜头到达探测器靶面这一成像过程,推导等离子体中某一点被像素所接收到的光谱辐射通量占其被镜头所接收到的辐射通量的比例系数ω2,建立起光学成像模型。利用比例系数ω1和ω2得到等离子体中某一点被探测器某像素接收到的光谱辐射比例系数ω=ω1ω2,从而建立起等离子体光谱辐射传输模型。通过仿真实验,考察利用所提模型对处在1000~3000℃之间呈对称温度分布与非对称温度分布的激光焊接等离子体的光谱辐射场重建效果。结果表明,对于温度呈对称分布的等离子体在400,500,600和700 nm四个波长下的光谱辐射场,利用该模型进行反演的重建精度分别为5.39%,6.5%,7.25%和6.11%;对于非对称温度分布等离子体的光谱辐射场,进行反演的重建精度分别为9.34%,10.07%,10.68%和9.72%。仿真实验结果表明,利用该模型能够对激光焊接等离子体在400~700 nm之间各波长下的光谱辐射场进行较好的重建。与其他模型对比,该模型具有较好的重建精度,能够满足工业应用领域的需求。 展开更多
关键词 激光焊接技术 等离子体辐射场分布 光谱辐射传输模型
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毫秒激光辐射K9玻璃的激光损伤研究 被引量：9
3
作者 吴朱洁 潘云香 +3 位作者 赵竞元 陆健 沈中华 倪晓武 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期33-40,共8页
利用毫秒激光损伤测试平台,通过改变焦距和聚焦位置,研究了K9玻璃前后表面附近的损伤概率和损伤形貌。结果表明,焦平面位于前表面时以热熔损伤为主,焦平面位于后表面时则以应力损伤为主,且尺寸明显大于前表面。建立二维热力学模型并对... 利用毫秒激光损伤测试平台,通过改变焦距和聚焦位置,研究了K9玻璃前后表面附近的损伤概率和损伤形貌。结果表明,焦平面位于前表面时以热熔损伤为主,焦平面位于后表面时则以应力损伤为主,且尺寸明显大于前表面。建立二维热力学模型并对温度场和热应力场进行计算,结果显示,径向应力和环向应力是导致材料产生应力损伤的主要因素。激光辐照过程中在前表面产生的燃烧波能够增强激光能量耦合效率,是材料前表面产生熔融损伤的原因之一。此外,实验发现,焦距较短时,损伤概率随焦平面与样品表面距离的增大迅速下降,焦距较长时,易在样品前后表面同时产生损伤,这与透镜的焦深有关。 展开更多
关键词 激光损伤 毫秒激光 K9玻璃 焦距
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高精度测量高功率光纤激光器低反光纤光栅反射率的方法 被引量：3
4
作者 葛诗雨 沈华 +3 位作者 朱日宏 汤亚洲 矫岢蓉 舒剑 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期221-227,共7页
作为高功率光纤激光器谐振腔的输出端,低反光纤光栅(Output Coupler, OC)的反射率值较小,采用基于透射谱的方法测量OC反射率时,光源功率不稳定或光谱仪测量的误差,会使得OC反射率的测量结果产生较大误差。因此提出一种基于菲涅耳反射原... 作为高功率光纤激光器谐振腔的输出端,低反光纤光栅(Output Coupler, OC)的反射率值较小,采用基于透射谱的方法测量OC反射率时,光源功率不稳定或光谱仪测量的误差,会使得OC反射率的测量结果产生较大误差。因此提出一种基于菲涅耳反射原理,获得反射谱测量OC反射率的方法。通过实验对该方法进行了验证,结果表明该方法的测量精度和稳定性有了显著提高。同时分析了该方法带来的带宽测量不准确的问题,提出了使用折射率匹配液的方法解决了该问题。 展开更多
关键词 低反光纤光栅 反射率 带宽 高功率光纤激光器
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万瓦级激光光闸的热效应分析及处理
5
作者 李志杰 孔庆庆 +4 位作者 张明栋 金子蘅 卞殷旭 沈华 朱日宏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期101-108,共8页
激光光闸可以将光纤激光器输出的单束激光通过多通道输出,实现激光器的“一机多用”,是现代化激光智能制造的关键性器件。由于光闸承载功率高达上万瓦,其耦合系统极易产生热效应,影响光闸使用性能。为解决万瓦级激光光闸热效应有效控制... 激光光闸可以将光纤激光器输出的单束激光通过多通道输出,实现激光器的“一机多用”,是现代化激光智能制造的关键性器件。由于光闸承载功率高达上万瓦,其耦合系统极易产生热效应,影响光闸使用性能。为解决万瓦级激光光闸热效应有效控制的难题,保证光闸的高效耦合与高质量光束输出,采用有限元分析法研究了光闸耦合系统的热效应物理机制,并提出一种基于水循环绕流冷却对光闸耦合系统进行热量管控的新方法。通过万瓦激光下的一系列实验验证,表明文中提出的热效应处理方法保证下,高功率激光光闸能长时间承载万瓦级功率,并保持98%以上的耦合效率,同时抑制了系统的热像差,保证了光闸输出激光的光束质量稳定性。该研究为高功率激光系统的热效应分析及处理提供了有效的手段。 展开更多
关键词 激光光闸 热效应 有限元分析 绕流冷却
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基于多光谱法的激发温度和辐射温度瞬态测试技术 被引量：12
6
作者 朱泽忠 沈华 +1 位作者 王念 朱日宏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期333-339,共7页
近些年来,随着国内外尖端科技快速发展,温度测量无论是对于国防建设领域还是对于工业制造领域都有着极为重要的指导意义和研究价值。尤其在瞬态超高温测量方面,测温精度要求更为严苛。测温方法多种多样,多光谱法由于其精度较高且适用性... 近些年来,随着国内外尖端科技快速发展,温度测量无论是对于国防建设领域还是对于工业制造领域都有着极为重要的指导意义和研究价值。尤其在瞬态超高温测量方面,测温精度要求更为严苛。测温方法多种多样,多光谱法由于其精度较高且适用性强,被国内外专家广泛运用。基于多光谱测温法,提出一种新的能够同时高精度测量目标的瞬态激发温度和辐射温度的方法。该方法通过查找可信度更高的目标物理特性数据以及更为精确的多光谱直线拟合方法,精准计算得到目标激发温度。通过建立更加准确的数学模型和算法,减小光谱发射率对整个测温过程的影响实现高精度的辐射温度测量。通过相关测温实验表明,系统测温精度达到3%。 展开更多
关键词 光谱学 多光谱法 光谱发射率 激发测温 辐射测温 测量精度
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潜载随动系统的扰动特征与复合轴补偿机理研究 被引量：7
7
作者 刘宗凯 陆金磊 +2 位作者 薄煜明 王军 汤兆烈 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期837-847,共11页
当潜艇在水下高速行进时,海水会在潜艇表面形成脱体边界层和分离涡,大尺度分离涡的生成和脱体会引起潜艇力与力矩的大幅度波动,从而影响潜载激光武器随动系统的跟瞄精度与毁伤效能。以潜载激光武器粗精复合轴跟瞄系统为研究对象,分析了... 当潜艇在水下高速行进时,海水会在潜艇表面形成脱体边界层和分离涡,大尺度分离涡的生成和脱体会引起潜艇力与力矩的大幅度波动,从而影响潜载激光武器随动系统的跟瞄精度与毁伤效能。以潜载激光武器粗精复合轴跟瞄系统为研究对象,分析了潜艇流噪声对粗、精两级跟踪输出误差的影响。基于流体力学基本控制方程,通过层次结构网格下的有限体积法分析了1×107雷诺数下6°偏航角潜艇的流体动力学特性,并通过坐标解算将流体对艇体的扰动转化到光轴坐标系;获得了粗、精复合轴随动系统的传递函数,搭建了闭环控制器,获得了粗、精通道对特征输入信号的时域响应特性;分析了粗、精复合轴随动系统对潜艇流场扰动输出误差的补偿效果,并从流场演化和压力矩脉动层面分析了大尺度分离涡对跟瞄输出误差的影响。研究结果表明:粗、精复合轴随动控制系统可以有效补偿潜艇扰动带来的光轴输出误差,方位角、俯仰角的波动和跟瞄输出误差主要由围壳端面产生大尺度分离的梢涡引起的压力矩脉动造成,艇身扰动因其周期较长而对输出误差没有特别的影响。 展开更多
关键词 潜载随动系统 扰动特征 复合轴 跟瞄 分离涡 压力矩脉动
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基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像方法 被引量：13
8
作者 柏财勋 李建欣 +2 位作者 周建强 刘勤 徐文辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期36-41,共6页
光谱和偏振辐射特性是实现精细目标识别的重要光学参量,融合光谱和偏振信息分量的光谱偏振成像探测技术有效利用两者的互补性,提高在复杂背景环境下的目标识别能力,在环境监测、军事侦察和大气分析等领域具有巨大的发展潜力。围绕目标... 光谱和偏振辐射特性是实现精细目标识别的重要光学参量,融合光谱和偏振信息分量的光谱偏振成像探测技术有效利用两者的互补性,提高在复杂背景环境下的目标识别能力,在环境监测、军事侦察和大气分析等领域具有巨大的发展潜力。围绕目标的光谱和偏振信息探测问题,研究了一种基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像技术。在研究Sagnac干涉型高光谱成像技术的基础上,利用微偏振阵列调制原理引入Stokes偏振分量信息探测。通过分析系统的工作原理,设计了系统的干涉成像光路模型,并对光谱信息反演方法以及偏振信息提取方法进行了讨论分析。搭建了实验装置,对实际场景目标进行了光谱偏振成像实验,得到了较好的实验结果。研究表明:该光谱偏振成像技术不仅具有高光通量、高光谱分辨率的优点,而且能够实现偏振信息的同步获取。 展开更多
关键词 光谱学 傅里叶变换 偏振成像 微偏振阵列
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基于扩展宽带光双光栅干涉的屈光度测量研究 被引量：2
9
作者 李天昊 何勇 +1 位作者 韩志刚 徐海飞 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第7期1046-1051,共6页
提出了一种屈光度的扩展宽带光双光栅干涉测量方法。基于Talbot效应与Moire效应理论,推导出单、复色扩展光源下干涉场强度分布公式,从而表明当光源到第一面光栅与第二面光栅到观察屏距离相等时,干涉场光强分布与光源波长无关。仿真分析... 提出了一种屈光度的扩展宽带光双光栅干涉测量方法。基于Talbot效应与Moire效应理论,推导出单、复色扩展光源下干涉场强度分布公式,从而表明当光源到第一面光栅与第二面光栅到观察屏距离相等时,干涉场光强分布与光源波长无关。仿真分析了扩展光源下双光栅系统参数对莫尔条纹对比度的影响,结果表明:当系统中光源宽度选定为4 mm、光栅周期选定为0.2 mm、两光栅之间的夹角选定为1.9°、两光栅之间的空间距离选定为6.5 mm时,可以获得较好的干涉条纹对比度。构建了屈光度测量系统,对屈光度为-1 m^(-1)、-3 m^(-1)、1 m^(-1)、3 m^(-1)的镜片进行实验测量,重复测量10次,测量结果的峰谷值偏差为0.0064 m^(-1),是测量结果平均值的0.28%。实验结果表明:扩展宽带光双光栅干涉方法能实现镜片屈光度的高精度低成本测量。 展开更多
关键词 计量学 屈光度测量 双光栅干涉 宽带光源 TALBOT效应 Moire效应
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