激光跟踪测量及其对飞行器的影响

一、前言自1960年第一台红宝石固体激光器问世以来,激光应用技术得到了飞速发展。在军事、通信方面的发展尤为突出,在工业和医学界的应用也发展很快。强激光束可用来对硬金属穿孔、切割,作成激光手术刀。巨型激光器甚至可作为武器使用。美国曾经进行过试验,用激光打下了二公里远的靶机。     

固体激光焊接机的现状和发展趋势

固体激光焊接机主要用于各种微型焊接,各先进工业国家都很重视此类设备的研制和应用。本文阐述了激光焊接的特点,分析了当前比较先进的固体 Nd~(3+):YAG激光焊接机的性能和技术指标以及发展趋势。文章指出,为了改善固体激光焊接机,必须进一步加强激光器的研制,与其他先进技术相结合,使之成为多功能、高效率、低成本的焊接设备。     

透射式水工质的高耦合效率激光推进模式

为了提高激光推进的耦合效率,防止光学器件污染,提出了透射式液体工质的激光推进模式。在这种推进模式中,Nd:YAG固体激光器中产生的450 mJ,7 ns激光穿过透明的玻璃基底后,与燃烧室中的液体推进剂相互作用,产生的等离子体在玻璃基底、燃烧室和液体推进剂的约束下膨胀,产生很高效率的动量转换,使靶获得初速度。纯水和黑墨水分别被用作推进剂,通过比较实验结果发现,在这种模式中墨水比水更适合做推进剂。通过改变燃烧室的长度和孔径,得到的耦合系数的最大值为17 858.3 N/MW。     

用于激光雷达的激光器辐射源技术进展

介绍了用于激光雷达的多种激光器辐射源:CO_2激光器、二极管泵浦固体激光器、二极管激光器以及光纤激光器的技术进展,探索了它们未来的发展方向。     

高分子液态密封胶——液体垫圈

高分子液态密封胶具有较好的流动性,不少国家逐渐用它代替固体垫圈,所以称为“液体垫圈”。由于高分子液态密封胶能防漏、耐温、耐压、所以应用广泛。如汽车、船舶、机车、拖拉机、油泵、电动机和发电机、变压器、仪表等产品的平面法兰连接、丝扣连接、承插连接等等都可以使用。液体垫圈的特点: 1.是具有流动性的液体,可以自由流入密封面的凹凸处,能起到良好的密封作用,同     

陀螺加速度计浮子焊接密封技术研究

本文采用激光焊接技术对某型号陀螺加速度计的浮子进行了焊接密封试验,结果表明,采用Yb:YAG激光器深熔焊可以实现浮子的良好焊接与密封,同时,相对胶接密封,焊接接头无挥发物,改善了浮子内的工作环境,提高了接头的寿命、强度及稳定性。     

德研制成功400瓦飞秒激光器

德国弗劳恩霍夫激光技术研究所成功研制出400W功率的飞秒激光器，有望在超高精度材料加工上得到工业化应用。 在医疗技术、微电子、航空航天和太阳能技术领域，高精度薄膜材料剪切、纤维增强材料打眼或陶瓷部件表面构造都需要使用飞秒激光器。     

掺杂对甘油激光烧蚀冲量耦合特性的影响

为了研究激光推进技术中液体工质的最优掺杂浓度,进行了激光烧蚀掺杂甘油液体工质的冲量耦合特性实验研究。实验中采用10ns脉宽的Nd:YAG激光器烧蚀粘性液体甘油,在甘油中混合了不同浓度的纳米碳粉作为掺杂剂,以提高对激光能量的吸收。运用阴影测量法观测了激光烧蚀羽流的喷射过程,对不同掺杂浓度甘油的烧蚀产物、等离子体膨胀、激波传播、飞溅现象进行了对比分析;运用激光干涉扭摆法测量了烧蚀冲量,并分析了掺杂浓度对冲量耦合系数的影响。实验结果表明,掺碳后甘油的喷射行为、激波速度和冲量都发生了改变,而且掺碳后甘油的冲量耦合系数和比冲有了显著提高。综合分析得到1%浓度碳粉是甘油的最优掺杂浓度,此时冲量耦合系数从无掺杂时的67 m N·s/J提高到1250m N·s/J。     

激光微细加工的几种应用

本文介绍了激光技术进行打孔、划片和焊接等微细加工及其使用的激光器和激光焊接机的性能。可供从事微细加工者参考。     

激光回馈测量技术在航空精密制造中的应用

航空精密制造技术的发展水平已经成为衡量国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一。随着机械加工技术、电子电气技术、自动控制技术以及信息技术的高速发展,在此之上集成的航空精密制造技术得到了空前的飞跃,不断涌现出新技术、新工艺和新产品。与此同时,随着技术和产品的精度性能逐渐提高,对关键参数的精密测量的需求逐步增大。但是对于航空制造中的器件而言,很多测量需求无法由传统的测量方案满足。激光回馈效应是指激光器出射的激光被外部待测物体表面反射或者散射回到激光器内对激光器输出光强、偏振态和相位进行调制的一种现象。激光回馈效应进行精密测量具有高灵敏度,可实现非配合目标,如黑色、粗糙、柱面、微小型或液体目标的测量;结构紧凑,易于调节;测量结果分辨率高,可溯源到激光波长等优点。利用激光回馈效应,可以对航空制造中的零件进行精密测量,实现加工过程中的精密定位和部件实时工况的精密监测,对于提高航空制造精度,促进行业发展具有不可替代的作用。     

CO2激光器

以CO2作为工作物质的气体激光器，是目前材料加工中使用得最多的一种激光器。为了能对厚板和厚截面构件进行焊接，以及提高焊接、表面处理和厚板切割的加工速度，CO2激光器正向输出功率愈来愈大的方向发展，市场上早已有45kW CO2激光器出售，据说试验室已开发出90kW的CO2激光器。不过，目前材料加工实际使用的激光器绝大多数都不超过6kW。     

合理选择椭圆柱腔体几何参数的方法

本文从分析椭圆柱聚光器的聚光原理出发,根据聚焦亮斑和激光棒匹配的各种方式,找出一种比较好的方案确定椭圆柱腔体,这种方案不仅可以改善激光器的质量,而且有利于固体激光器元件、器件的标准化和系列化。     

激光烧蚀微推力器研究进展

激光烧蚀微推力器以其具有的许多显著优势成为最具应用前景的微推力器备选方案之一。其原理是通过星载固体或半导体激光器,烧蚀靶材产生微小推力,其主要特点包括比冲高、冲量动态范围宽、最小冲量比特小、功耗低、能量耦合效率高,以及易于实现轻量化和数字化控制。在回顾相关文献的基础上,从激光烧蚀机理、微推力器结构设计、烧蚀推进性能、烧蚀靶材和靶结构等方面对激光烧蚀微推力器的研究进展和技术水平进行了系统的总结和评述,并指出激光烧蚀微推力器研究所涉及的关键问题包括：激光烧蚀的理论描述、星载激光器、微推力器的性能参数体系、性能参数测量以及微推力器的一体化设计等方面。     

航空传感元件振镜激光钎焊界面组织及连接机理

航空传感元件作为航空电子传感系统的核心零部件,在使用过程中常常需要将其引脚与导线进行连接.为了进一步改善产品的稳定与可靠性,探索性的提出使用振镜激光钎焊技术实现铂电阻器引线银丝与多股铜线的连接.当激光器处于连续CW模式和离焦量+10 mm的情况下,通过调整工艺,激光功率与激光作用时间在一定适配范围内,能够避免接头中产生...     

激光热处理现状与发展前景

激光表面热处理是近十年发展起来的一种新技术。从70年代起,随着大功率激光器的出现和激光束调制、瞄准等技术的发展,激光技术进入了金属材料的表面热处理领域,引起金属材料本身物理、化学性质的变化,它标志着激光应用已进入第二代。本文对激光热处理的特点、种类、设备、应用现状与前景作了简要概述。     

纳秒激光对含能聚合物固体薄膜的烧蚀特性研究

含能聚合物是激光烧蚀微推进中一类重要的推进剂,聚叠氮缩水甘油醚(GAP)是其中的典型代表。为了研究含能聚合物固体薄膜在纳秒激光下的烧蚀特性,使用8ns脉宽的Nd:YaG激光器以反射式和透射式烧蚀GAP固体薄膜靶材,对羽流演化过程和烧蚀坑形态进行了研究。结果表明:反射式烧蚀的羽流中喷射产物以气态为主,固态碎片较少,受迫形成锥面喷射,羽流演化速度较快。透射式烧蚀喷射在约束作用下,有大量固态碎片以球面膨胀,约束在羽流演化的早期抑制了喷射速度,但会逐渐碎裂分解释放产物和能量,使喷射前沿再次加速,约束延长了烧蚀区在靶材滞留的时间,使透射式烧蚀的靶材内热传导效应更为显著。在此基础上,以不同激光能量密度透射式烧蚀靶材,研究透射式烧蚀能量沉积区与周围工质的侵蚀和约束关系。结果表明:激光能量密度越大,周围工质受到的侵蚀作用越强,烧蚀坑面积越大,能量沉积区受到的约束作用越弱,透射式烧蚀的羽流演化体现出部分反射式烧蚀的特征。     

热障涂层水助激光扫描加工试验

为了提升涡轮发动机的整体性能和可靠性,需要在带热障涂层(TBC)的单晶高温合金涡轮叶片上制备大量气膜冷却孔,激光加工是实现“先涂层后打孔”的优势加工手段。采用水助激光扫描加工方法,通过正交试验和单因素试验研究了各因素对TBC损伤程度和TBC材料去除率的影响关系,试验结果表明对涂层剥落损伤的影响程度由大到小依次为光斑重叠率、激光重复频率、激光器电流和水泵电压,当光斑重叠率为98%、激光重复频率为50 kHz、激光器电流为38 A、水泵电压为14 V时,可以避免TBC水助激光加工出现剥落损伤;对TBC材料去除率的影响程度由大到小依次为激光器电流、激光重复频率、水泵电压和光斑重叠率,当优选激光器电流为38 A、激光重复频率为15 kHz、水泵电压为14 V、光斑重叠率为80%时,TBC材料去除效率最高。分析了TBC水助激光加工涂层剥落损伤的形成原因是热应力和等离子体力学冲击共同作用的结果,同时水助激光加工产生的气泡空蚀会导致加工区域周边涂层颜色变白,影响范围约为59.5μm,空蚀去除厚度约2.7μm。以上研究为带热障涂层单晶高温合金涡轮叶片气膜孔水助激光高效低损伤加工提供了技术支撑。     

空间站工程空间激光安全工程技术研究

针对我国空间站工程空间激光器的危害问题,提出了完整的空间站工程激光安全的技术方案,涉及激光器安全等级的划分、激光器安全阈值要求、激光器危害的防护控制措施、以及激光器安全风险的评估等工程范畴。在此基础上,结合我国目前空间站空间应用的实际需求,提出了开展空间激光器安全防护的工程设计准则,为后续空间站工程空间应用系统激光器安全性设计提供了参考。     

大功率二氧化碳激光器及其应用

大功率二氧化碳激光器及其应用美国四达公司激光部师强大功率气体激光器制造技术仅有２５年左右的历史，是最新的加工手段之一。在材料加工方面有着广泛的应用。激光对制造工业的魅力在于其柔性，即加工方法的多样性，可加工各类材料，控制灵活方便等。主要应用于材料的切...     

超声速自由旋涡气动窗口的设计与实验研究

自由旋涡气动窗口利用非对称喷管产生的超声速自由旋涡射流来密封高能激光器低压的激光腔，通过射流的动量改变来平衡环境与激光腔之间的压力差。提出了一种超声速自由旋涡气动窗口的设计原理和方法，讨论了其设计过程，对该种结构的自由旋涡气动窗口进行了设计和实验测试。测试表明，超声速自由旋涡气动窗口能够按设计参数运行，满足激光腔密封的要求，而且具有良好的光学质量。