非线性聚焦梯度折射率光纤高斯光束的模式变换

导出了非线性聚焦梯度折射率光纤中高斯光束模式变换的新公式。数值结果表明，足够大的入射光束的功率对模式变换有显著影响。     

采用简单光学系统对高斯光束束腰

本文论证了激光在介质中的传播可看作是高斯光束在空间的传播,其激光特性可采用简单的光学系统加以改变,同时讨论了简单光学系统对高斯光束的准直和聚焦的影响.     

基于PC平台的高精度激光微加工系统的研制

介绍了自主设计高精度皮秒激光微加工系统及其控制单元。首先在加工系统整体方案的设计上充分考虑了激光器的选择、光束质量、控制方式等对加工精度的影响。将高斯光束转化为平顶光束引入激光微加工。其次使用了一种位置比较脉冲的光机同步技术,使得激光脉冲在空间上均匀分布,改善了加工效果。最后在系统中加入了路径规划、实时监测及同步显示等功能,实现系统加工线宽达到3.64μm,绝对定位精度小于1μm的激光微加工。     

谐振腔镜对高斯光束远场发散角的影响

利用变换矩阵和ＡＢＣＤ定律讨论了激光谐振空对高我束的变换,推导出高斯光束参数通过光腔输出镜的变换公式。并对热透镜腔,光束远场发散角等问题进行了讨论。     

高斯光束的傅里叶变换

利用傅里叶变换的方法研究高斯光束经过圆孔衍射后的光场分布,基于光学衍射理论探究了高斯光束傅里叶变换的光学实现,得出高斯光束的准确的傅里叶变换可通过圆孔夫琅禾费衍射的光学系统来实现,并通过计算机模拟实验验证了结论的正确性.     

半导体激光器激光光束的研究

分析了半导体激光器的特征,从激光束的半宽度和激光光束发散角两个方面分析了高斯光束的结构特性,研究了激光束通过薄透镜的变换规律,求出会聚后高斯光束腰的宽度和位置,根据束腰位置与焦距的大小关系讨论了高斯光束的聚焦问题.研究了利用柱面透镜对激光光束的准直整形实验原理及实验装置、方法,在此基础之上讨论了激光光束发散角的测量方法.     

基于光纤探头设计的小型化激光远距离传输模拟器

采用光学傅立叶变换,光学级联放大和光纤波前采样方法设计了一个小型化的自由空间激光远距离传输模拟器,可在实验室简单实现自由空间激光的远距离传输模拟,对于发射口径为250 mm的激光光束,其等效的模拟传输距离为20 km～62 500 km.对模拟器的误差来源进行了分析并给出了系统的装较精度要求,该模拟器提供了一种地面检测星间激光通信终端通信性能的简单方法,具有较大的实际意义.     

从高斯光束到帽顶光束Z扫描:分析测量灵敏度和可靠性

利用快速傅里叶变换方法分析了Z扫描归一化透过率曲线.研究了入射光束空间分布对Z扫描测量灵敏度和可靠性的影响.提出了截取高斯光束(即近帽顶光束)Z扫描表征技术,该技术不仅提高了测量灵敏度和可靠性,而且提高了光能量的利用率.     

激光束在大气中的传播特性研究

激光大气传输特性是研究激光在通过大气传播的过程中,大气与激光相互作用产生的一系列线性与非线性效应以及这些效应对激光传输的影响。文章基于正的共焦非稳定谐振腔的激光场,采用快速傅里叶变换(FFT)等方法研究激光光束在大气中的传播特性,分析了强激光器如二氧化碳激光器在大气传输中产生的一些线性光学效应,并在只考虑大气折射、大气分子吸收等对激光光束的影响下,求出了激光光束在大气中的偏移、光束的扩展和光束质量等,进而利用β参数和Strehl比来评价高能激光器的光束质量特性,给出了这两个参数随着最高能量变化的图形。     

腔镜热畸变对激光输出特性的影响

本应用微扰理论，对微热变形腔的激光模式进行了理论计算与分析；给出了激光模式之间的耦合以及等效光束发散角与镜面变形量之间的关系．结果表明：镜面中心处热变形量越大，模式之间的耦合越强，激光腔模式发生畸变就越严重；当镜面中心处热变形量为0．5λ时，基模TEM0的中心光强将下降50％，而其等效光束发散角将增大到镜面无变形时的2倍．     

激光束空间模式实时调控与模拟

在激光束空间模式可调性研究基础上，对已建立的调控系统，波前重构和变形反射镜波面拟合的三部分数学模型进行了模式的进一步实时调控及其计算机模拟，研究了激光加工过程能量空间分布的实时任务调控方法，并将其应用于对激光束的刃磨，计算模拟表明了刃磨光束在激光精密加工和新的激光成形方法中的有效性。     

基于机器视觉和激光测距的输电线故障定位

结合定位技术和激光测距技术,提出了一种基于机器视觉的电力巡线故障定位新方法.通过无人机搭载可见光相机进行巡线拍摄,将航拍图像实时传回地面站进行处理.采用数学形态学的图像处理方法和模式识别方法进行故障检测与识别.通过惯性测量系统进行初步定位,得到无人机的经纬度坐标.利用无人机机载激光测距模块,测量故障点到无人机的距离来修正坐标.最后,经过空间大地坐标系和空间直角坐标系的变换,以及两个空间直角坐标系的基准转换,计算出了故障点的准确位置,并且很大程度地提高了定位的准确性,其空间直角坐标测量精度可达0.11m.     

不同光斑模式的CO2激光在镀锌板钎焊连接中的应用

为了获得CO2激光填丝钎焊镀锌钢板的工艺特性,对CO2激光进行了光束成形,分别研究了圆形光斑、双焦点光斑和矩形光斑3种光斑模式下的镀锌板激光填丝钎焊工艺特点与接头质量．结果表明,采用双焦点的CO2激光光斑加热,钎焊过程适应性增加,并可获得良好的焊缝成形,同时提高激光能量利用率;矩形光斑钎焊可降低镀锌层烧损,但焊接适应性和激光能量利用率降低．通过改变CO2激光的光束能量分布,可以替代Nd：YAG激光进行镀锌板的连接．     

提高激光准直精度的一种有效措施

提出运用三点法补偿激光束不稳定性误差，在时间和空上获得较稳定的激光束。进行了理论分析。实验研究证明运用这种方法可降低准直测量的不确定度近一个数量级。     

磁光盘存储器光学系统的研究

本文研究了可擦除磁光记录读出光学系统,分析了激光二极管整型系统,建立了扩束棱镜优化设计条件,推导出了最优偏振分光镜的物理模型。     

基于ANSYS的矩形截面等强度悬臂梁的设计

由于工程中所使用的承受均布载荷的等截面积悬臂梁并不经济,使用ANSYS对受均布载荷变截面矩形悬臂梁进行等强度分析设计,使得矩形截面梁的体积在强度允许范围内达到最小,从而可以避免材料的浪费,有工程的实用价值和现实意义。     

对边简支对边滑支三维矩形层合板的精确解

在状态空间体系下,研究四边简支层合板壳精确解的文献较多,而关于其它边界条件问题的文献却不多见。根据矩形板一对对边简支(simply supported)另一对边滑移(slippery surface)的边界条件特征,构造了状态变量三角函数形式表达式。然后,基于三维的状态空间方法,将状态变量以级数形式展开,推导了相应的三维状态方程。借助四边简支矩形层合板的求解方法,给出了矩形层合板表面受均布压应力作用下的数值实例。从数值结果和位移图形可以看出,本文的矩形层合板弯曲变形具有明显的圆柱弯曲特征,其数值结果可作为其它数值法的标准解。     

连铸结晶器内气泡群粒径分布的实验研究

为了获得结晶器内的气泡粒径及其分布规律,建立了一套水模型实验系统.为模拟真实上水口的吹氩过程,采用莫来石制作水模型的环状吹气装置,利用激光片光源和高速摄像机捕捉气泡的瞬时分布,并采用Image J软件分析和计算气泡的粒径.结果发现:气泡平均粒径随水流量、水口插入深度的增加而增大,随吹气量、水口倾角的增大而减小;莫来石弥散砖产生的气泡初始粒径较小且分布均匀.气泡粒径在结晶器宽面一侧水平方向上呈先增大后减小的趋势.随水流量的增大,气泡分布更加分散;随吹气量的增加,气泡分布规律无明显区别,但粒径增大.     

直角棱镜用作激光衰减器的研究

研究在不同入射边及入射点位置条件下,将直角棱镜用作无畸变激光衰减器所需满足的条件。方法采用以几何光学反射定律和折射定律为基础的光路追迹计算方法。     

矩形截面直梁弯翘分析的七自由度单元法

利用七自由度单元的有限元法,当考虑弯曲与剪翘时,对矩形截面简支短直梁进行了内力和变形计算,同时与弯曲和剪翘时的解析解结果进行对比,比较表明,对于静定简支梁的内力,两法的数值具有相同的不变值;另外还对简支短直梁有限元弯曲解和两跨连续梁有限元法的弯曲解与解析弯翘解的结果进行了对比。说明采用七自由度单元的有限元法进行矩形截面简支梁的弯翘分析,有很高的精度,可以代替繁琐的解析解。