阶跃光纤端面球透镜耦合的最佳耦合效率

采用光纤端面球透镜耦合方式,是提高半导体光源与阶跃折射率光纤之间耦合效率的简单实用的方法。对半导体光源与阶跃折射率光纤之间,采用光纤端面球透镜耦合方式的耦合效率进行了深入研究,得出了最大耦合效率及对应的球透镜最佳半径的计算公式。     

大功率多束YAG激光耦合系统的性能分析

研制了一套YAG激光耦合装置,利用非相干合成技术将三束激光合成为一束大功率激光,再通过耦合技术经由一根光纤输出。从功率损耗、光束质量及焊接性能三个方面对耦合装置的性能进行分析。结果表明,耦合装置能量损失小于10%;耦合后光束能量分布均匀;与单束激光源相比,激光器的输出功率得到大幅度增加,激光焊接厚度得到增大,焊接效率得到提高。     

脉冲激光输出模式对介质薄膜损伤的影响

采用单横模(TEM01)和多模横向激励高气压(TEA)脉冲二氧化碳激光器和不同焦距的透镜对10.6μm的增透膜进行了破坏实验,对破坏样品进行了显微分析,研究了不同激光模式和不同焦距透镜对薄膜破坏的影响。实验结果表明,在短焦距透镜聚焦时,相同能量密度的单横模激光脉冲焦距前比焦距后更容易造成薄膜的损伤,破坏阈值相差5 J/cm2;使用长焦距透镜聚焦时,在单模激光脉冲和多模激光脉冲幅照下薄膜的损伤阈值基本相同,但比使用短焦距单模激光测量到的损伤阈值高。     

激光加工技术的新发展

美国的一个由１６家公司组成的集团正在研究激光加工的尖端技术，这将对航空航天工业产生深远的影响。这个集团正在研制的新型二极管阵列泵激的Ｎｄ：ＹＡＧ固态激光器有两种：平均功率为２．５ｋＷ的高峰值功率激光器和６ｋＷ的长脉冲激光器。这些激光器能提高激光工的速度和精度。文中还介绍了用“亮度增强自适应模块”来补偿光纤传输激光所引起的光束畸变以及激光在微机械器件加工中的应用。     

TiN薄膜微结构激光加工特性的研究

利用光纤激光加工系统研究了两个激光加工参数(扫描速度和激光功率)对TiN薄膜加工特性的影响,并采用白光干涉仪分析了两组参数对加工直线槽的槽深、堆积高度和槽底表面粗糙度的影响趋势,通过对比分析,优化了加工参数。结果表明光纤激光器在加工TiN薄膜微结构上存在着效率高、精度高的优势。     

基于玻璃-硅复合基板的微系统圆片级三维封装

随着微系统追求更小的尺寸、更高的集成度，圆片级三维封装技术已成为未来微系统封装的发展趋势。基于玻璃回流工艺，提出了一种新型圆片级三维封装技术。设计了用于实现单模光纤阵列与玻璃基板上平面光波导之间耦合封装的U型槽阵列，采用高导硅作为垂直电引出，制备了玻璃-硅复合基板，并用玻璃帽实现了封装。玻璃-硅复合基板技术在三维微系统和光电子封装领域中具有重要的应用前景。     

吸气式激光推进飞行器发动机特性分析

介绍了吸气式脉冲激光爆轰推进的环聚焦构形飞行器概念,建立了进气道流动模型;利用Chapman-Jouguet爆轰理论和Sedov自相似律,建立了冲量发生与推力传递模型,给出了冲量耦合系数及等效比冲与飞行参数、激光脉冲参数之间关系的解析表达式。计算了发动机冲量耦合系数及等效比冲随飞行高度、马赫数、入射激光强度和脉宽等因素变化的曲线,结果可为相关构形飞行器的弹道与激光器工作模式设计提供参考。     

一变百的光束分解技术

美国贝尔实验室进行一项试验表明，在未来的光网络上，一束激光可能会同时为至少200户家庭传送数据，从而大大降低家庭网络系统的服务费．该实验室利用一个掺杂了解的光纤环的激光器发射一束跨越70nm波长范围的激光，该光束的脉冲次数为每3700万次／s．由于不同波长的光束和速度是有细微差别的，所以，当这一束激光滑一个20k长的光纤线圈传递到一个调制器时，其中最长波长的光比最短波长的光要慢20ns．调制器利用这个速差可将70nm波长范围的一束激光调制成为206个牢波段的光束，并且为这些光束编码；然后，再利用一个无源光系统将这些光束分…     

提高激光打孔加工质量的途径

以激光加工工艺理论为基础并结合激光打孔加工生产实践,介绍了合理选择激光器并以改善激光光束为突破口,最终得到提高小孔激光加工精度和质量的方法.     

普通单模光纤波片及偏振控制器的研究

本文介绍了基于普通单模光纤弯曲双折射效应而构成的光纤波片装置原理及设计方法。通过实验研究得到了对氦氖激光(波长0.6328μm)光纤半波片及1/4波片的最佳结构参数。这种光纤波片制作简单,尺寸小,是干涉型光纤传感器中进行偏振态控制以实现全光纤系统的重要元件。     

Wollaston棱镜方位对激光干涉测量精度的影响

在双频激光干涉测量系统中,Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ棱镜是不可缺少的重要光学元件,它可将双频激光按偏振方向分为测量光和参考光,从而实现高精度测量;但是,如果Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ棱镜的安装方位相对入射光线方向以及与聚集透镜距离不同时,测量结果将会不同。本文结合表面粗糙度激光测量系统,从理论上定量分析了Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ棱镜的安装方位对测量精度的影响。     

一种全光纤激光干涉测速仪的研究

应用全光纤激光干涉测速原理,搭建了一套由单模光纤和光纤耦合器组成的全光纤测速仪。通过与激光测振仪的比对实验得到了相对偏差小于1.4%的测速结果,实验利用Hopkinson杆冲击产生标准速度源,提供20.86 m/s瞬时标准参考速度时,实测速度为20.57 m/s。验证了全光纤激光干涉测速仪的可行性。     

Fiber lasers: A future technology for lasers in space

The constraints of operation in space have largely precluded the use of conventional solid-state laser systems for applications including remote sensing, communication relays, and active laser radars. A new technology, fiber lasers, may offer all of the needed features at an affordable price. An appealing aspect of the fiber laser is that it does not need a rigid optical bench. Only the output end of the fiber need be held in rigid reference to the optical tracking system. Design, fabrication, and testing of the laser resonator is generally the most expensive and longest lead part of the effort for conventional solid-state lasers. Advances in fiber optic technology and devices mean that the "fiber laser" need not be a simple device but may be a complex system employing sophisticated technology, such as wavelength selective Bragg reflectors and nonlinear optical frequency shifters. Three companies have obtained single-mode outputs of 35 - 40 watts single mode at 1.03 - 1.1 mu.     

Fiber lasers: a future space technology

The constraints of operation in space have largely precluded the use of conventional solid-state laser systems for applications including remote sensing, communication relays, and active laser radars. A new technology, fiber lasers, may offer all of the needed features at an affordable price. An appealing aspect of the fiber laser is that it does not need a rigid optical bench. Only the output end of the fiber need be held in rigid reference to the optical tracking system. Design, fabrication, and testing of the laser resonator is generally the most expensive and longest lead part of the effort for conventional solid-state lasers. Advances in Fiber Optic technology and devices mean that the "fiber laser" need not be a simple device but may be a complex system employing sophisticated technology such as wavelength selective Bragg reflectors and nonlinear optical frequency shifters. Three companies have recently obtained single-mode outputs of 3540 watts single mode at 1.03-1.1 microns.     

直升机高速四点接触球轴承接触疲劳可靠性评估方法

为了准确高效地分析高速四点接触球轴承的接触疲劳可靠性,将蒙特卡罗随机有限元(MC SFEM)与应力-强度干涉理论相结合提出了一种有效的可靠性分析方法.在高速、高温和弹流润滑（EHL）的复杂工况下,利用有限元法(FEM)建立了基于热 结构耦合分析的有限元模型.考虑到轴承材料属性、润滑油参数及接触疲劳强度的随机性对可靠性的影响,在借助MC SFEM和K S (Kolmogorov Smirnov)检验确定了高速四点接触球轴承疲劳接触应力分布类型的条件下,根据应力-强度干涉理论建立了高速四点接触球轴承接触疲劳可靠性评估方法.结果表明:与传统的MC SFEM方法相比,该方法的耗时仅是传统MC SFEM的0.243％,两者之间的可靠性误差仅为1.48％,进一步验证了该方法的有效性.      

吸气式激光推力器概念设计

以发射10kg级微小卫星为航天任务背景,基于地面推力1000N的设计指标,分析了吸气式激光推进的主要性能参数,依据所建立的激光推进能量相似律理论和数值计算研究结果,对激光参数、聚焦系统和喷管子系统进行设计,完成了封闭的吸气式激光推力器概念设计循环。所提出的二次反射聚焦系统与抛物形喷管组合的吸气式激光推力器概念模型经数值计算程序验证,可以获得地面500N/MW的冲量耦合系数。所提出的设计理论和方法对激光推力器概念设计有一定的参考价值,是研制激光推力器模型的重要基础。     

基于半理论法预测基础激励下纤维增强悬臂梁结构应变能

提出了半理论法预测基础激励下纤维增强悬臂梁结构应变能。首先，建立了基础激励下纤维增强复合梁结构的应变能分析模型。然后，明确了采用半理论法预测纤维增强悬臂梁应变能的相关原理，并给出预测纤维增强悬臂梁应变能的具体流程。最后，测试获得该类型梁结构在某基础激励幅度下的振动位移响应，验证所建立的应变能分析模型的正确性，可以采用半理论法来分析预测复合梁的应变能，同时还与相同尺寸的铝合金梁的预测结果进行了对比。结果证明:在相同激励幅度下，纤维增强悬臂梁的应变能相对于铝合金梁结构要低于24%~36%，可以利用应变能指标来客观评价复合结构件相对于金属构件的减振能力。