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基于PSO-RBF的50mm厚Q235碳钢40kW激光坡口切割粗糙度预测方法
1
作者 李天豪 成巍 +3 位作者 李峰西 王文涛 徐子法 吕蕾 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期218-224,共7页
提出一种基于粒子群优化径向基神经网络的高功率激光坡口切割粗糙度预测方法。采用40 kW激光坡口切割系统进行50 mm厚度Q235碳钢30°V型坡口切割试验;基于正交试验结果,通过径向基神经网络建立激光坡口切割工艺参数与坡口切面粗糙... 提出一种基于粒子群优化径向基神经网络的高功率激光坡口切割粗糙度预测方法。采用40 kW激光坡口切割系统进行50 mm厚度Q235碳钢30°V型坡口切割试验;基于正交试验结果,通过径向基神经网络建立激光坡口切割工艺参数与坡口切面粗糙度间的回归预测模型;采用粒子群算法实现径向基神经网络隐含层函数中心位置、宽度以及隐含层与输出层之间权值的优化,将优化后的模型用于坡口切面粗糙度预测。实验结果表明:与多层前馈神经网络、标准径向基神经网络模型相比,该模型对坡口切面粗糙度的预测结果更准确,该预测模型的决定系数为0.9576,均方根误差为0.0326,平均偏差误差为0.0409。本研究可以得到精确度较高的坡口切割粗糙度预测模型,实现高功率激光坡口切割粗糙度有效预测。 展开更多
关键词 高功率激光坡口切割 正交试验 径向基神经网络 粒子群算法
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基于模糊增量式PID控制的激光定向能量沉积熔池温度监测与闭环控制
2
作者 苏立志 杨建利 +7 位作者 卢通 徐子法 郭伟 覃祥丽 王文涛 何建群 马新强 成巍 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期199-212,共14页
作为激光增材制造的技术之一,激光定向能量沉积利用送粉器将粉末送入由高能量激光束产生的熔池中,将材料逐层沉积在基板上,可以实现任意复杂形状的零件成形。沉积过程中熔池温度与成型质量密切关联。因此需要对熔池温度进行实时检测,为... 作为激光增材制造的技术之一,激光定向能量沉积利用送粉器将粉末送入由高能量激光束产生的熔池中,将材料逐层沉积在基板上,可以实现任意复杂形状的零件成形。沉积过程中熔池温度与成型质量密切关联。因此需要对熔池温度进行实时检测,为工艺参数的调整提供指导。沉积时熔池温度受零部件散热条件变化、设备波动等外部环境影响易发生波动变化,导致形成性能低、形貌差的沉积层,所以需要对熔池温度实时控制。针对激光定向能量沉积成形中熔池表面温度难以测量与控制的问题。搭建彩色电荷耦合设备相机(CCD)同轴测温系统与闭环控制系统,设计多组试验。研究送粉速率、扫描速度、激光功率对熔池温度的影响规律。发现激光功率变化对熔池温度的影响最显著。根据激光定向能量沉积过程的特点,提出一种基于模糊增量式比例-积分-微分(PID)的熔池温度控制算法,并基于Simulink建立仿真系统,为搭建熔池温度闭环控制提供理论支撑;基于微软基础类库(MFC)开发闭环控制系统软件,设计激光定向能量沉积试验,通过添加激光功率、送粉速率变化模拟实际生产可能出现的问题,分析闭环控制下熔池温度的变化,验证模糊增量式PID算法应对复杂多变的激光定向能量沉积过程的有效性。结果表明,模糊增量式PID算法相比于增量式PID算法具有更好的控制效果。模糊增量式PID算法通过模糊逻辑的引入,可以更好地处理非线性系统和不确定性,并在复杂环境下,控制系统的响应更为精确地减少了超调和稳态误差,为实际应用提供了新思路。 展开更多
关键词 激光定向能量沉积 模糊增量式比例-积分-微分(PID) 熔池温度 闭环控制 仿真模拟
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激光扫描技术的研究现状及发展趋势
3
作者 张延鲁 马新强 +6 位作者 成巍 王靖雯 林力 姚型伟 刘滕超 任远 蔡馨燕 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期1-11,共11页
随着工业4.0和智能制造的兴起,现代制造业对高精度加工和复杂形状加工的需求日益增加。激光扫描技术以其高精度、高速度、高灵活性和非接触式加工等优势,成为激光精密加工研究和应用的热点。研究首先对激光扫描仪设计结构发展进行综述,... 随着工业4.0和智能制造的兴起,现代制造业对高精度加工和复杂形状加工的需求日益增加。激光扫描技术以其高精度、高速度、高灵活性和非接触式加工等优势,成为激光精密加工研究和应用的热点。研究首先对激光扫描仪设计结构发展进行综述,分析激光扫描系统结构的优化在高精度、高速度激光加工中的重要性。随后,研究从硬件和软件两个角度综述了激光扫描的控制系统,阐明了系统控制器选配方式、电机结构改进和加工工艺算法优化的发展,主要是系统响应速度、集成度、稳定性和工作精度的优化。最后,研究结合实际应用问题展望激光扫描技术在智能化和自动化方面的未来发展潜力以及在精度和稳定性上的进一步提升。 展开更多
关键词 精密加工 振镜控制 激光扫描 控制算法 算法优化
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激光复合增材制备7075铝合金工艺研究进展
4
作者 赵家祥 任远 +5 位作者 成巍 马新强 杨济坦 张建华 王靖雯 薛英豪 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期1-7,共7页
7075铝合金是一种多功能的工业金属材料,具有优异的耐腐蚀性、机械性能和加工性能,广泛应用于航空航天、军事等领域。围绕7075铝合金增材制造应用问题,分析了激光复合各类热源增材制造7075铝合金的工艺优势,论述了国内外7075铝合金激光... 7075铝合金是一种多功能的工业金属材料,具有优异的耐腐蚀性、机械性能和加工性能,广泛应用于航空航天、军事等领域。围绕7075铝合金增材制造应用问题,分析了激光复合各类热源增材制造7075铝合金的工艺优势,论述了国内外7075铝合金激光与TIG、MIG等不同增材方式复合技术研究进展,最后总结了7075铝合金激光复合增材制造技术在实际应用中的问题和未来发展方向。 展开更多
关键词 复合增材制造 7075铝合金 金属加工
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融合注意力机制与线激光辅助的输送带缺陷检测网络 被引量：1
5
作者 宋震 王纪强 +1 位作者 侯墨语 赵林 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S01期569-574,共6页
针对输送带缺陷种类繁多、缺陷特征像素占比小以及传统算法检测精度低的问题,采用随机仿射变换,扩充样本数据集;分析各通道间的关联关系及其贡献值对模型特征提取的影响,提出了一种通道关联加权注意力机制,利用关联卷积及全连接方式计... 针对输送带缺陷种类繁多、缺陷特征像素占比小以及传统算法检测精度低的问题,采用随机仿射变换,扩充样本数据集;分析各通道间的关联关系及其贡献值对模型特征提取的影响,提出了一种通道关联加权注意力机制,利用关联卷积及全连接方式计算通道关联度及贡献权值,调整相应通道信息占比,提升模型检测精度;分析了上采样以及卷积块对输出特征图大小的影响,改进原特征金字塔特征卷积块及上采样结构,提高算法对小目标的特征提取以及缺陷检测能力;最后在输送带缺陷数据集上进行测试。结果表明:改进算法模型能对输送带典型的异物插入、破损、撕裂等缺陷特征进行有效识别,识别精准度可达99.7%,召回率大于99.5%,平均精度均值达到99.5%。 展开更多
关键词 皮带缺陷检测 深度学习 通道关联加权处理 小目标检测层
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高精度相位式激光雷达测距系统的设计 被引量：5
6
作者 李岸然 邵光存 +4 位作者 靳凤宇 张传辉 李伟 牟媛慧 蔡恩林 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期95-104,共10页
现代科技中,激光雷达在自动导航、工业测绘等领域扮演关键角色,但传统相位测距系统普遍存在测量精度低和结构复杂等问题。本文提出了一种新型的高精度相位式激光雷达测距系统。该系统采用激光控制同频参比的相位差检测方法,包括对激光... 现代科技中,激光雷达在自动导航、工业测绘等领域扮演关键角色,但传统相位测距系统普遍存在测量精度低和结构复杂等问题。本文提出了一种新型的高精度相位式激光雷达测距系统。该系统采用激光控制同频参比的相位差检测方法,包括对激光发射和接收模块的光学结构优化,以及对接收电路的放大滤波与差分混频处理,最终制作出了一个基于AD8302的高分辨率鉴相系统。实验结果显示,该系统测量精度为毫米级别,简便实用且能满足广泛的实际应用需求。这一研究为激光雷达技术在高精度距离测量方面提供了可行的解决方案。 展开更多
关键词 激光雷达 相位 精度 鉴相
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激光超声技术在金属激光增材制造冶金质量检测中的应用
7
作者 周庆军 白雪 +3 位作者 马健 张京京 严振宇 倪江涛 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第15期24-38,共15页
非接触式激光超声技术在航空航天用关键金属构件激光增材制造(LAM)冶金质量检测和评价中的应用得到了广泛的研究与关注。该技术利用脉冲激光一次激励可激发多模态超声波,通过分析不同模态超声波传播特征参数的变化,实现对显微组织、缺... 非接触式激光超声技术在航空航天用关键金属构件激光增材制造(LAM)冶金质量检测和评价中的应用得到了广泛的研究与关注。该技术利用脉冲激光一次激励可激发多模态超声波,通过分析不同模态超声波传播特征参数的变化,实现对显微组织、缺陷及残余应力等不同冶金特征的检测和评价。针对高温、高压、振动等复杂LAM环境下,强散射金属材料的组织晶粒度评价、粗糙表面微缺陷的在线检测、表面残余应力的高精度表征等难题,重点综述激光超声技术在金属LAM粗大晶粒、孔洞、裂纹及表面残余应力等冶金缺陷检测方面的研究进展,并分析当前研究存在的主要问题。本研究为未来激光超声检测在金属LAM冶金质量在线检测中的应用提供了参考。 展开更多
关键词 激光增材制造(LAM) 激光超声 在线/离线检测 冶金特征 无损评价
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飞秒激光微纳加工在微机器人领域的相关研究(特邀)
8
作者 杨雯雯 祝国旗 +4 位作者 管政杰 徐艺蕾 范胜颖 成巍 倪劲成 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期64-77,I0003,共15页
随着微机器人的快速发展,对精密加工技术的要求日益提高。飞秒激光微纳加工技术凭借其高精度、高效率和非接触操作等优势,在微机器人领域展现出巨大的应用潜力。综述了激光微纳加工在微机器人领域的最新研究进展,重点围绕激光加工技术... 随着微机器人的快速发展,对精密加工技术的要求日益提高。飞秒激光微纳加工技术凭借其高精度、高效率和非接触操作等优势,在微机器人领域展现出巨大的应用潜力。综述了激光微纳加工在微机器人领域的最新研究进展,重点围绕激光加工技术、材料选择与实际应用三个方面展开。在加工技术方面,激光微纳加工具有卓越的微细加工能力,实现了微机器人结构的精确制造;在材料选择上,选择了激光微纳加工微机器人的典型材料:光刻胶、金属材料和水凝胶;通过实例分析,展示了激光微纳加工微机器人的应用场景;在生物医疗方面包括靶向给药、细胞操纵和微创手术等,在工业方面包括精密器件精细加工和微物体检测等。最后对激光微纳加工微机器人进行总结与展望,为微机器人领域的发展提供了参考。 展开更多
关键词 激光微纳加工 微机器人 水凝胶材料 金属材料
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不同波长激光在清洗领域的研究进展
9
作者 薛英豪 任远 +3 位作者 成巍 马新强 王靖雯 赵家祥 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第10期11-17,共7页
激光清洗技术以其高效、无污染的特性在工业和科研领域引起广泛关注。本综述旨在不同波长的激光光源在清洗技术中的应用,其中包括二氧化碳激光器、绿光激光器、紫外激光器,以及固体激光器和光纤激光器。通过深入研究这些不同波长激光光... 激光清洗技术以其高效、无污染的特性在工业和科研领域引起广泛关注。本综述旨在不同波长的激光光源在清洗技术中的应用,其中包括二氧化碳激光器、绿光激光器、紫外激光器,以及固体激光器和光纤激光器。通过深入研究这些不同波长激光光源的特性及其在清洗技术中的应用,发展方向集中在多波长协同清洗技术、智能化清洗设备的推进,进一步提升激光清洗技术的效能和可持续性。 展开更多
关键词 激光清洗 激光光源 多波长协同
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激光辐照材料表层温升规律的数值模拟 被引量：15
10
作者 马健 赵扬 +4 位作者 郭锐 宋江峰 贾中青 刘帅 孙继华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期455-459,共5页
为了在烧蚀机制下的激光超声检测中合理加载激光能量,获得幅值较大的超声信号而不过于损伤被检材料,需要分析激光辐照材料表层的温升规律及激光烧蚀的问题。建立了激光辐照材料的理论模型,激光以热流密度的形式加载于材料表面。结合导... 为了在烧蚀机制下的激光超声检测中合理加载激光能量,获得幅值较大的超声信号而不过于损伤被检材料,需要分析激光辐照材料表层的温升规律及激光烧蚀的问题。建立了激光辐照材料的理论模型,激光以热流密度的形式加载于材料表面。结合导热微分方程,将对流传热和辐射传热一同考虑,并在材料表层升温过程中有效处理了相变潜热,对材料表层受激光辐照的温度场进行了数值模拟。给出了激光烧蚀材料有限元分析的程序流程,选择45#钢坯为例进行激光辐照仿真计算,分析了钢坯表层受激光辐照区域、区域下方及区域边界附近节点的温升规律,并对比钢坯受激光辐照的实际烧蚀情况和通过采集激光超声波信号进行了验证。结果表明,数值模拟能够为后续热应力分析中载荷的加载提供依据,并为激光超声检测中激光能量的加载提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光超声 有限元分析 温升规律 激光烧蚀
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基于激光超声方法的钢轨缺陷检测(英文) 被引量：20
11
作者 南钢洋 王启武 +3 位作者 张振振 郭锐 宋江峰 孙继华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期132-137,共6页
针对钢轨探伤可靠性试验及缺陷信号采集处理要求,建立了一套基于激光超声技术的无损检测系统。该系统主要包括高能量脉冲激光器、电磁超声换能器、嵌入式信号采集处理系统以及带有人工缺陷裂缝的P60钢轨试件。在分析利用瑞利波探伤机理... 针对钢轨探伤可靠性试验及缺陷信号采集处理要求,建立了一套基于激光超声技术的无损检测系统。该系统主要包括高能量脉冲激光器、电磁超声换能器、嵌入式信号采集处理系统以及带有人工缺陷裂缝的P60钢轨试件。在分析利用瑞利波探伤机理的基础上,重点研究了激励线圈阻抗匹配方法,介绍了嵌入式信号采集处理系统工作原理及其信号处理过程。最后利用搭建的激光超声检测系统,实现钢轨表面深度不少于0.5mm缺陷的定位,并给出了接收信号幅度与提离距离以及缺陷尺寸的关系。 展开更多
关键词 激光超声 钢轨探伤 电磁超声换能器
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基于有限元的脉冲激光辐照材料温度场研究 被引量：10
12
作者 马健 赵扬 +5 位作者 周凤艳 孙继华 刘帅 郭锐 宋江峰 陈建伟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期27-31,共5页
在激光超声检测过程中,为了合理加载脉冲激光的能量,以便获得幅值较大的超声波信号,同时避免脉冲激光造成材料的损伤,需要对脉冲激光辐照材料的温升进行数值计算。依据有限元理论,建立脉冲激光辐照材料的有限元模型,结合导热微分方程,... 在激光超声检测过程中,为了合理加载脉冲激光的能量,以便获得幅值较大的超声波信号,同时避免脉冲激光造成材料的损伤,需要对脉冲激光辐照材料的温升进行数值计算。依据有限元理论,建立脉冲激光辐照材料的有限元模型,结合导热微分方程,将脉冲激光以热流密度的形式加载于材料表面,分析材料表层受激光辐照时的温度场,讨论有限元热分析时网格尺寸的选取对分析结果的影响。给出了材料表层受脉冲激光辐照时温度场的计算方法和网格尺寸的选择依据,并利用温度场的理论解析结果和应力场分析结果分别验证了温度场有限元计算方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 温度场 脉冲激光辐照 激光超声 有限元计算 网格尺寸
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激光-EMAT法非接触式无损检测金属内部缺陷研究 被引量：8
13
作者 赵扬 郭锐 +4 位作者 宋江峰 马健 刘帅 孙继华 贾中青 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期277-280,共4页
为了实现金属材料内部缺陷的非接触式无损检测,采用激光-电磁超声方法进行了理论分析和实验验证研究,取得了钢坯试样中深度为40mm、尺寸为3mm×30mm孔洞人工伤的检测数据,检测结果与实际孔洞位置之间的测量误差约为5%。结果表明,... 为了实现金属材料内部缺陷的非接触式无损检测,采用激光-电磁超声方法进行了理论分析和实验验证研究,取得了钢坯试样中深度为40mm、尺寸为3mm×30mm孔洞人工伤的检测数据,检测结果与实际孔洞位置之间的测量误差约为5%。结果表明,激光-电磁超声技术适用于金属材料内部缺陷的非接触式无损检测。 展开更多
关键词 测量与计量 非接触式无损检测 激光-电磁超声技术 金属材料
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斜入射激光支持燃烧波时纵波声场的指向性 被引量：4
14
作者 马健 赵扬 +3 位作者 张振振 高岩 孙继华 巨阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期19-23,共5页
利用理论推导及实验验证的方法研究了激光倾斜入射支持燃烧波时纵波声场的指向性。根据激光超声的产生机理,在喷溅物质垂直作用于工件表面的前提条件下,推导了椭圆形声源作用时远场质点的法向位移。获得了纵波声场的指向性函数,分析了... 利用理论推导及实验验证的方法研究了激光倾斜入射支持燃烧波时纵波声场的指向性。根据激光超声的产生机理,在喷溅物质垂直作用于工件表面的前提条件下,推导了椭圆形声源作用时远场质点的法向位移。获得了纵波声场的指向性函数,分析了影响纵波声场指向性的因素,并进行了实验验证。利用功率密度低于爆轰波点燃阈值的激光烧蚀工件,使用峰值频率为5 MHz压电探头接收纵波,进而获得纵波声场的指向性实验数据,结果表明,实验数据与理论数据能够较好地进行吻合。在光斑短轴长度恒定时,与激光垂直入射相比,各倾斜入射角度下纵波声场的声束轴线指向均保持不变,并且指向性图形随倾斜角度的增加而变得细窄,纵波声场的能量也更加集中。 展开更多
关键词 激光超声 烧蚀机制 激光斜入射 激光支持燃烧波 纵波声场指向性
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分布反馈光纤激光器封装工艺 被引量：4
15
作者 宋志强 王伟涛 +3 位作者 祁海峰 郭健 倪家升 王昌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期112-115,共4页
分析了分布反馈光纤激光器的声波敏感机理,发现阻断"弦"结构对声振动的传递和响应是隔声隔振封装工艺的关键.根据分析设计了一种主体为弧形中性轴线槽的封装结构,分布反馈光纤激光器有源相移光栅在一定预拉力下粘结固定在封... 分析了分布反馈光纤激光器的声波敏感机理,发现阻断"弦"结构对声振动的传递和响应是隔声隔振封装工艺的关键.根据分析设计了一种主体为弧形中性轴线槽的封装结构,分布反馈光纤激光器有源相移光栅在一定预拉力下粘结固定在封装结构的槽中,光栅各点均贴附在弧形平面上.实验结果表明,这种结构有效消除了声致弯曲等效应的影响,使激光器窄线宽特性在外界声波和振动冲击下能够得到良好保持.同时,实现了激光波长大范围的温度调谐,波长温度调谐系数由10 pm/℃提高到30 pm/℃以上,且激光器输出性能稳定. 展开更多
关键词 光纤激光器 分布反馈光纤激光器 有源相移光纤光栅 隔声隔振 频率调制
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斜入射激光超声体波声场的实验研究 被引量：9
16
作者 马健 赵扬 +1 位作者 孙继华 张振振 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期301-306,共6页
为研究微烧蚀状态下圆形光斑斜入射时激光超声声场的指向性，使用脉冲激光辐照半圆柱形铝质工件表面，并使用压电探头和电磁超声探头分别接收纵波和横波信号。根据速度参数确定了超声信号的类型，提取了信号的峰峰值，并绘制出声场指向... 为研究微烧蚀状态下圆形光斑斜入射时激光超声声场的指向性，使用脉冲激光辐照半圆柱形铝质工件表面，并使用压电探头和电磁超声探头分别接收纵波和横波信号。根据速度参数确定了超声信号的类型，提取了信号的峰峰值，并绘制出声场指向性曲线。通过分析获得以下结论：激光斜入射角度在O～60°范围内变化时，纵波声场的声束轴线方向保持不变，且与工件内法线平行；另外，横波声场的峰-峰值仍然在±35°的方向上取最大值，但是横波指向图形的主瓣易受激光入射方向的影响，当倾斜角度大于等于45°时，横波主瓣的范围弯得较宽。 展开更多
关键词 激光超声 激光斜入射 烧蚀机制 超声声场 指向性
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自放大结构分布反馈光纤激光器输出特性 被引量：5
17
作者 宋志强 祁海峰 +2 位作者 郭健 王昌 彭纲定 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期98-101,共4页
在光敏性掺铒光纤上制作了45mm长非对称相移结构光纤光栅,构成前后向功率输出比大于100∶1的分布反馈光纤激光器.利用一定长度的掺铒光纤吸收有源相移光栅后的剩余泵浦光,实现了对前向输出激光信号的放大,并采用OptiSystem软件模拟了掺... 在光敏性掺铒光纤上制作了45mm长非对称相移结构光纤光栅,构成前后向功率输出比大于100∶1的分布反馈光纤激光器.利用一定长度的掺铒光纤吸收有源相移光栅后的剩余泵浦光,实现了对前向输出激光信号的放大,并采用OptiSystem软件模拟了掺铒光纤长度与增益的关系.为了保持输出激光的窄线宽和低噪音特性,利用布喇格波长与激光相同的光纤光栅和光纤环行器构成光窄带滤波器,对放大后激光信号的ASE噪音进行滤除.研究表明:所设计的激光器结构充分利用了泵浦光,在300mW的(980nm)泵浦功率下获得了功率为32.5mW,线宽为11.5kHz,相对强度噪音为-87dB/Hz的激光输出. 展开更多
关键词 分布反馈光纤激光器 相移光纤光栅 光纤放大器 窄线宽 低噪音
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基于窄频分布反馈激光器和光纤光栅的加速度传感器 被引量：4
18
作者 霍佃恒 常军 +2 位作者 刘统玉 马良柱 刘小会 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1906-1909,共4页
提出了一种用窄频分布反馈半导体激光器作为光源,光纤光栅作为传感元件的振动传感系统.给出了这个系统的工作原理和系统组成,设计了光纤光栅传感器的悬臂梁增敏封装形式.通过实验测量得到了频率响应曲线和加速度响应曲线,结果表明悬臂... 提出了一种用窄频分布反馈半导体激光器作为光源,光纤光栅作为传感元件的振动传感系统.给出了这个系统的工作原理和系统组成,设计了光纤光栅传感器的悬臂梁增敏封装形式.通过实验测量得到了频率响应曲线和加速度响应曲线,结果表明悬臂梁一端悬挂的质量块的质量越大,灵敏度越高,但共振频率也相应降低.同时讨论了不同黏度的硅油对共振的抑制效果以及系统灵敏度与分布反馈激光器输出波长的关系. 展开更多
关键词 分布反馈激光器 光纤光栅 加速度传感 光纤传感
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一种跨介质的空中-水下激光致声探测技术研究 被引量：11
19
作者 李鹏 赵扬 +3 位作者 周志权 张鹏辉 白雪 马健 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期55-63,共9页
跨空水介质间的探测技术是世界主要海洋国家的热点研究问题。为研究空中平台与水下的激光致声探测技术,文中在光击穿机制下采用纳秒脉冲激光与水听器之间的光声信号转换来进行空-水跨介质探测模拟实验研究及验证工作。搭建了激光致声空... 跨空水介质间的探测技术是世界主要海洋国家的热点研究问题。为研究空中平台与水下的激光致声探测技术,文中在光击穿机制下采用纳秒脉冲激光与水听器之间的光声信号转换来进行空-水跨介质探测模拟实验研究及验证工作。搭建了激光致声空气-水下实验测试系统,采集了激光声扫描探测数据,对典型实验数据在时域内进行分析得出了激光激励声波的传播特性,根据时间互易原理实现了水下激光声信号的三维探测成像。利用有限元法进行激光在水下激发声波及传播的数值仿真,据此对实验进行了验证。此外,从仿真中发现通过提高脉冲能量至2.8×1010 W/cm2所激励的声波在传播400 m后仍能观测出明显的信号,信噪比约为11.3 dB,证明了百米级传输及探测的可能性。此研究结果为采用激光致声技术进行跨空-水介质探测提供了依据。 展开更多
关键词 激光致声 三维成像 时域分析 有限元仿真
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离焦量对激光超声测厚的影响 被引量：5
20
作者 马健 赵扬 +1 位作者 周凤艳 孙继华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期349-352,共4页
为了研究离焦量对激光超声信号幅值的影响,采用相同能量的脉冲激光辐照不同厚度的铝质试块进行了工件测厚的实验。光路会聚采用焦距100mm的平凸球面聚焦透镜,将该透镜固定于5维光学调整架上,调节水平轴旋钮以改变离焦量;利用中心频率5MH... 为了研究离焦量对激光超声信号幅值的影响,采用相同能量的脉冲激光辐照不同厚度的铝质试块进行了工件测厚的实验。光路会聚采用焦距100mm的平凸球面聚焦透镜,将该透镜固定于5维光学调整架上,调节水平轴旋钮以改变离焦量;利用中心频率5MHz的压电探头接收激光超声波信号,并记录所有试块在每个离焦量下的超声信号数据;依据信号之间的时间间隔,求出每个铝质试块的厚度。结果表明,测厚结果与工件实际厚度之间的相对误差均在3%范围内;在等量激光脉冲激励下,当工件表面处于离焦量-10mm时,获得信号的幅值最大。 展开更多
关键词 激光技术 激光超声 超声测厚 离焦量 圆盘波源
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