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Laser-phase determination methods and transfer equations for direct temporal structure measurements of atto- and femtosecond XUV pulses
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作者 葛愉成 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2006年第12期2909-2919,共11页
In this paper the laser-phase determination methods and transfer equations are presented to directly reconstruct the detailed temporal structures of ultra-short extreme ultraviolet (xuv) pulses from the measured pho... In this paper the laser-phase determination methods and transfer equations are presented to directly reconstruct the detailed temporal structures of ultra-short extreme ultraviolet (xuv) pulses from the measured photoelectron energy spectra (PES). Each transfer equation includes one of PID (proportional-integral-differential) terms of PES. The intensity and instantaneous frequency of attosecond xuv can be retrieved from the integral term of PES. The intensity profiles of narrow bandwidth atto- and femtosecond xuvs can be rebuilt from the proportional and differential terms of PES respectively. The methods and equations may be used to improve time resolutions in measuring ultrashort pulses. 展开更多
关键词 laser-phase determination transfer equation temporal structure photoelectron spectrum
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激光辅助冷喷涂制备SiC-316复合涂层的组织与性能
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作者 于宝义 马洪迪 郑黎 《金属热处理》 北大核心 2025年第4期295-301,共7页
采用激光辅助冷喷涂(LACS)技术在Q235钢基体上制备了316L及SiC-316L复合涂层,根据不同激光功率下316L涂层的质量确定制备SiC-316L复合涂层的激光功率,进而对比研究了两种涂层的显微组织、物相组成、硬度和耐磨性。结果表明,激光功率的... 采用激光辅助冷喷涂(LACS)技术在Q235钢基体上制备了316L及SiC-316L复合涂层,根据不同激光功率下316L涂层的质量确定制备SiC-316L复合涂层的激光功率,进而对比研究了两种涂层的显微组织、物相组成、硬度和耐磨性。结果表明,激光功率的提升能明显降低316L涂层孔隙率并提升涂层与基体的结合强度。激光功率为500 W时,316L涂层孔隙和微裂纹最少,SiC-316L复合涂层中SiC颗粒在复合涂层中分布均匀,两种涂层均未发生明显氧化、相变现象,涂层与基体的结合机制均为机械结合与冶金结合共存机制。316L涂层和SiC-316L复合涂层的平均硬度分别达到437.7和490.5 HV0.3。常温磨损条件下,SiC-316L复合涂层的摩擦因数较316L涂层降低了35%;600℃高温磨损条件下,SiC-316L复合涂层的摩擦因数较316L涂层降低了18.4%,SiC-316L复合涂层表现出更加优异的耐磨性能。 展开更多
关键词 激光辅助冷喷涂 复合涂层 激光功率 物相成分 硬度 耐磨性
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基于大数据驱动的激光器网络相位时空同步控制研究
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作者 何中胜 王伟 《激光杂志》 北大核心 2025年第5期178-183,共6页
激光器网络在运行过程中,常受外界环境因素的干扰,这些干扰易导致激光器的相位发生位移,进而引发数据传输的不稳定性,严重制约了激光器网络通信的质量和数据传输的可靠性。为此,提出基于大数据驱动的激光器网络相位时空同步控制方法。首... 激光器网络在运行过程中,常受外界环境因素的干扰,这些干扰易导致激光器的相位发生位移,进而引发数据传输的不稳定性,严重制约了激光器网络通信的质量和数据传输的可靠性。为此,提出基于大数据驱动的激光器网络相位时空同步控制方法。首先,构建激光器网络结构,深入分析了网络中激光器相位时空同步的特性及其影响因素。然后,以这些影响因素作为约束条件,设计相位同步控制方法。该方法的核心在于利用大数据驱动技术对控制模型中的不确定参数进行优化,从而确保相位同步的精确性和稳定性。实验结果表明,该控制方法能够精确检测相位误差,并将其降至0,极大地提升了激光器网络的通信质量和性能。 展开更多
关键词 大数据驱动方法 激光器网络 相位误差 相位时空同步 控制模型设计
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羟基氧化钴纳米片的飞秒激光液相烧蚀及其抗氧化剂检测应用研究
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作者 袁艳萍 王文博 郭筱然 《现代化工》 北大核心 2025年第2期79-83,共5页
纳米酶具有比传统酶更高、更广泛的底物适应性以及更好的稳定性,使其成为一种替代传统酶的生物催化剂。然而纳米酶通常需要在高温、高压甚至有毒条件下制备,工序复杂、耗时且能量效率不高。羟基氧化钴纳米片是一种典型的纳米材料,具有... 纳米酶具有比传统酶更高、更广泛的底物适应性以及更好的稳定性,使其成为一种替代传统酶的生物催化剂。然而纳米酶通常需要在高温、高压甚至有毒条件下制备,工序复杂、耗时且能量效率不高。羟基氧化钴纳米片是一种典型的纳米材料,具有出色的氧化酶相似活性。在常温、常压且无需添加任何化学试剂稳定的条件下,利用飞秒激光液相烧蚀技术成功制备了晶面规则完整的羟基氧化钴纳米片,其与四甲基联苯胺在显色反应中更易结合且反应效率更高。通过显色反应检测了多种抗氧化物质,结果表明,该方法成本低、操作简单、灵敏度高、易观察,在生物化学检测和食品安全检测等领域具有极大的应用潜能。 展开更多
关键词 羟基氧化钴纳米片 飞秒激光 液相烧蚀 抗氧化物质 纳米酶 液相
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激光固态相变贝氏体道岔钢滚动磨损与接触疲劳行为研究
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作者 李鹏 姚鑫宇 +4 位作者 王梁 汪渊 丁昊昊 张群莉 王文健 《表面技术》 北大核心 2025年第17期150-161,共12页
目的 探讨激光固态相变提升贝氏体道岔钢耐磨性能和抗滚动接触疲劳性能的可行性。方法 首先,对贝氏体道岔钢进行激光固态相变处理,分析激光固态相变后贝氏体道岔钢的微观组织和力学性能。然后,利用MJP-30A型滚动接触疲劳试验机开展滚动... 目的 探讨激光固态相变提升贝氏体道岔钢耐磨性能和抗滚动接触疲劳性能的可行性。方法 首先,对贝氏体道岔钢进行激光固态相变处理,分析激光固态相变后贝氏体道岔钢的微观组织和力学性能。然后,利用MJP-30A型滚动接触疲劳试验机开展滚动接触模拟试验,分析激光固态相变对贝氏体道岔钢磨损与接触疲劳演变规律的影响。最后,讨论激光固态相变处理贝氏体道岔钢的滚动接触疲劳损伤机理。结果 经激光固态相变处理后,形成了板条状马氏体为主的相变硬化区和回火马氏体为主的回火软化区,相变硬化区的表面硬度为503HV0.2~549HV0.2,相较于基体提升了14.3%,回火软化区的表面硬度为451HV0.2~482HV0.2,与基体接近。与未处理贝氏体相比,激光固态相变贝氏体的磨损率降低了83.4%,耐磨性显著提升。此外,裂纹扩展结果表明,未处理贝氏体试样以网状损伤为主,激光固态相变贝氏体试样以单条裂纹损伤为主,当裂纹穿过激光固态相变产生的马氏体层到达基体区域时,裂纹发生偏折,以大角度向基体内部扩展。结论 通过激光固态相变可以提升贝氏体道岔钢的耐磨损和抗滚动接触疲劳性能,相变硬化区的抗疲劳性能最优,回火软化区次之,未处理贝氏体试样的抗疲劳性能最差。 展开更多
关键词 贝氏体道岔钢 激光固态相变 相变硬化 回火软化 磨损 接触疲劳
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激光快速熔炼TC25G-TiAl4822梯度成分合金凝固组织演变行为 被引量:1
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作者 王洋 冉先喆 +4 位作者 苏磊 孔德智博 程序 李卓 刘栋 《材料工程》 北大核心 2025年第3期95-104,共10页
未来高推重比先进航空发动机的发展对新型高性能轻质高温压气机整体叶盘需求迫切。激光增材制造TC25GTiAl4822双金属梯度结构材料作为轻质高压压气机整体叶盘备选的一种重要材料体系,其梯度过渡层合金的成分选择和凝固组织研究对指导相... 未来高推重比先进航空发动机的发展对新型高性能轻质高温压气机整体叶盘需求迫切。激光增材制造TC25GTiAl4822双金属梯度结构材料作为轻质高压压气机整体叶盘备选的一种重要材料体系,其梯度过渡层合金的成分选择和凝固组织研究对指导相关构件结构性能设计具有关键影响。为理解(1-x)TC25G-xTiAl4822梯度成分合金随粉末原料中TiAl4822预合金粉末含量变化而出现的凝固组织演变行为,利用激光快速熔炼技术制备了两种单一原料(TC25G和TiAl4822)成分合金锭和9种混合原料成分合金锭,并采用光镜、扫描电镜、XRD和透射电镜等材料表征设备和硬度测量装置进行研究。研究结果表明:随原料中TiAl4822合金粉末含量的增加,合金凝固晶粒特征变化为树枝晶→等轴晶→树枝晶。合金室温显微组织发生如下的转变:α_(p)+α_(s)+β+α_(2)→α_(p)+α_(s)+α_(2)+β/B2→α+α_(2)+β/B2→α_(2)+B2→γ+γ/α_(2)+B2→γ+γ/α_(2);由于不同成分合金中的相类型和含量变化,合金维氏硬度值呈先增加后减小的变化趋势,且在粉末比例为50%~70%时具有极大突变,硬度由620HV降到450HV。上述相关研究结果为双金属过渡层合金的成分选择需避开中间比例粉末含量范围提供了基础依据。 展开更多
关键词 激光熔炼技术 梯度成分合金 凝固组织 相演变 硬度转变
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高速激光熔覆Fe基非晶涂层裂纹及组织分析
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作者 俞伟元 景瑞 +3 位作者 董鹏飞 吴保磊 李扬 强潇 《材料导报》 北大核心 2025年第7期134-139,共6页
为了减小激光喷涂熔覆层中的裂纹率,采用高速激光熔覆技术,在增大激光功率的条件下大幅增大激光扫描速度,制备了Fe基非晶熔覆层。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜以及配置能谱仪(EDS)的电子显微镜等研究了熔覆层的形貌和不同区域物相;... 为了减小激光喷涂熔覆层中的裂纹率,采用高速激光熔覆技术,在增大激光功率的条件下大幅增大激光扫描速度,制备了Fe基非晶熔覆层。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜以及配置能谱仪(EDS)的电子显微镜等研究了熔覆层的形貌和不同区域物相;用Jade软件计算了熔覆层的相对非晶含量;用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics模拟了熔覆层的温度场和热应力。研究发现,高速激光熔覆得到的Fe基熔覆层晶粒尺寸、非晶相含量和裂纹率分别随激光扫描速度的增大而减小、升高和减小。与常规扫描速度得到的熔覆层相比,不同扫描速度下的高速激光熔覆层非晶相含量均较低。模拟结果证明,通过增大激光扫描速度可以减小熔覆层中的热输入,从而减小其热应力,降低熔覆层的开裂倾向。 展开更多
关键词 Fe基非晶涂层 激光熔覆 裂纹率 非晶相含量
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基于激光扫描共聚原位分析的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金相转变与片层形成研究
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作者 王龙 郄喜望 +3 位作者 李文 殷亚军 南海 周建新 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第3期428-433,共6页
利用高温激光扫描共聚焦显微镜对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在25~1500℃范围内进行升温熔化和降温凝固过程组织演变原位观察,分析了其凝固过程相转变以及γ片层形成方式。结果发现,升温过程相变历程为α_(2)+γ→α+γ→α→L+α→L+β→L,凝... 利用高温激光扫描共聚焦显微镜对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在25~1500℃范围内进行升温熔化和降温凝固过程组织演变原位观察,分析了其凝固过程相转变以及γ片层形成方式。结果发现,升温过程相变历程为α_(2)+γ→α+γ→α→L+α→L+β→L,凝固路径为L→L+β→L+α→α→α+γ→α_(2)+γ;γ片层在α晶粒的相对晶界处形成,并保持平行状态,其生长方向垂直于[0001]α。γ片层大多成对生长,且在同一γ片层生长对中{111}面原子的堆垛顺序相反,表明生长对中的γ片层界面为真孪晶型或伪孪晶型界面。 展开更多
关键词 钛铝合金 片层组织 激光扫描共聚焦原位分析 相转变
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激光烧结Al_(x)CoCrFe_(y)Ni高熵合金的高温氧化行为 被引量:2
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作者 李刚 孟祥然 +2 位作者 李思南 周琳涵 王崇铄 《稀有金属》 北大核心 2025年第1期57-67,共11页
为了探究高熵合金在高温环境中的稳定性和Al,Fe元素对高温抗氧化性能的影响,本文研究了Al_(x)CoCrFe_(y)Ni (x=1.5,2;y=1,1.25,1.5)系高熵合金在900℃的高温氧化行为。采用激光烧结技术制备Al_(x)Co Cr Fe_(y)Ni合金,将合金放置于900℃... 为了探究高熵合金在高温环境中的稳定性和Al,Fe元素对高温抗氧化性能的影响,本文研究了Al_(x)CoCrFe_(y)Ni (x=1.5,2;y=1,1.25,1.5)系高熵合金在900℃的高温氧化行为。采用激光烧结技术制备Al_(x)Co Cr Fe_(y)Ni合金,将合金放置于900℃的流动空气中加热100 h,测试随加热时间,合金的质量变化,建立合金氧化动力学模型。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析合金氧化层的物相组成和形貌,研究合金的高温氧化机制。结果发现,激光烧结制备的Al_(x)CoCrFe_(y)Ni系高熵合金为体心立方(bcc)相或者bcc+少量面心立方(fcc)双相的固溶体结构。在900℃加热100 h的高温氧化过程中,合金的氧化动力学曲线符合抛物线规律,Al_(2)CoCrFeNi合金的氧化增重曲线抛物线速率常数K_(T)=0.5345,其值最小,具有较好的抗氧化性能。合金的氧化层物相相近,均由细小密集堆叠的Cr_(2)O_(3)相、致密的富Al尖晶石相、不含Al元素片层状堆叠的富Fe尖晶石相和珊瑚状的富Co尖晶石相组成。与带有孔隙不含Al的尖晶石相相比,Al,Cr元素的氧化物连续且致密,对合金基体保护性更好。高熵合金中Al元素含量增加,合金的高温抗氧化性能增强;Fe元素含量增加,合金高温抗氧化性能减弱。激光烧结制备的Al_(x)CoCrFe_(y)Ni系高熵合金的孔隙率高于铸态合金,孔隙加速了合金的高温氧化行为。高熵合金的高温抗氧化性能与组成元素的氧化激活能有关,通过成分优化和工艺控制能够改善高熵合金的高温稳定性,拓展合金的应用范围。 展开更多
关键词 高熵合金 激光烧结 高温氧化 氧化层 尖晶石相
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相控阵激光超声声场分布及管道缺陷检测数值模拟
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作者 张子晟 李忠虎 +2 位作者 张鑫宇 王金明 杨立清 《振动与冲击》 北大核心 2025年第19期240-247,272,共9页
相控阵激光超声以其高信噪比和可灵活调节特定模态超声波传播特性等优势,可用于管道结构的无损检测。针对X80管道缺陷检测问题,利用在热弹机制下阵列激光激发多模态超声波的理论模型,采用有限元方法数值模拟多模态激光超声波在材料中的... 相控阵激光超声以其高信噪比和可灵活调节特定模态超声波传播特性等优势,可用于管道结构的无损检测。针对X80管道缺陷检测问题,利用在热弹机制下阵列激光激发多模态超声波的理论模型,采用有限元方法数值模拟多模态激光超声波在材料中的声场分布、传播特性及其与缺陷的相互作用。结果表明:相控阵激光源较线激光对特定方向的超声波有明显的增强作用,可有效提高检测信号信噪比;所激发出的高能瑞利波和高能横波可分别用于定量检测样品中的表面裂纹和内部缺陷。模拟结果为相控阵激光超声检测的进一步研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 激光超声 相控阵激光 数值模拟 声场分布 管道缺陷检测
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结合光学反馈以及光学锁相环的量子级联激光器线宽压窄和频率控制技术研究
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作者 高健 焦康 +6 位作者 赵刚 尹润涛 杨家琪 闫晓娟 陈宛宁 马维光 贾锁堂 《物理学报》 北大核心 2025年第1期159-167,共9页
中红外波段缺乏窄线宽、可精确调谐的激光源,限制了中红外精密光谱的发展.本文介绍了一种结合强光学反馈和光学锁相环技术的量子级联激光器(QCL)频率控制技术,通过强光学反馈先抑制QCL频率噪声中的高频成分,再使用光学锁相环将激光频率... 中红外波段缺乏窄线宽、可精确调谐的激光源,限制了中红外精密光谱的发展.本文介绍了一种结合强光学反馈和光学锁相环技术的量子级联激光器(QCL)频率控制技术,通过强光学反馈先抑制QCL频率噪声中的高频成分,再使用光学锁相环将激光频率偏频锁定到另外一个超稳中红外激光源上.通过相位超前电路拓展锁定带宽,系统锁定后,将功率谱中心窄拍频信号提高66 dBm,低频区域相位噪声抑制到-81 dBc/Hz@2 kHz,高频区域相位噪声抑制到101 dBc/Hz@2 MHz,激光器线宽从3.8 MHz被压窄到3 Hz.最终,利用该激光器进行腔衰荡光谱信号的测量,相较于未锁定激光,信号的信噪比提升了5倍. 展开更多
关键词 量子级联激光器 光学锁相环 光学反馈
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2μm波段超短脉冲非线性压缩研究进展(特邀)
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作者 袁振 张涵 +8 位作者 曹永强 蔡令波 赵圣之 李阳 潘忠奔 刘一州 杨克建 李涛 冯天利 《光子学报》 北大核心 2025年第7期9-40,共32页
2μm波段激光位于水分子的吸收谱窗口内,覆盖多种气体分子的吸收带,具有广阔的应用前景。高峰值功率的2μm少周期超快激光可驱动惰性气体,产生覆盖水窗波段(2.3~4.4 nm)的阿秒脉冲和软X射线。非线性脉冲压缩技术凭借其结构简洁、成本低... 2μm波段激光位于水分子的吸收谱窗口内,覆盖多种气体分子的吸收带,具有广阔的应用前景。高峰值功率的2μm少周期超快激光可驱动惰性气体,产生覆盖水窗波段(2.3~4.4 nm)的阿秒脉冲和软X射线。非线性脉冲压缩技术凭借其结构简洁、成本低廉及高效压缩的优势,已成为实现2μm少周期超快脉冲的主要手段之一。该技术通过非线性过程展宽激光光谱,并结合色散管理,实现脉冲压缩至周期量级。本文系统阐述了非线性脉冲压缩的基本原理,全面总结了国内外2μm非线性脉冲压缩技术的研究进展,比较了各类非线性脉冲压缩方案,并展望非线性脉冲压缩的发展趋势。 展开更多
关键词 超快光学 2μm超快激光 非线性脉冲压缩 少周期脉冲 自相位调制 光谱展宽
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小型化异步双飞秒激光源稳频锁定技术研究
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作者 何奇佳 游斯淇 +7 位作者 段利娜 唐垚 冯野 胡晓鸿 张佩 潘然 王勇刚 王屹山 《光子学报》 北大核心 2025年第7期41-52,共12页
针对飞秒激光频率梳在长时间运行中的频率漂移和稳定性问题,以及高精度测量中双光梳相对位置不稳定的问题,提出一种面向异步光学采样测量的小型化双飞秒稳频激光源。该系统基于一对100 MHz非线性放大环形镜锁模激光器,并将其分别作为信... 针对飞秒激光频率梳在长时间运行中的频率漂移和稳定性问题,以及高精度测量中双光梳相对位置不稳定的问题,提出一种面向异步光学采样测量的小型化双飞秒稳频激光源。该系统基于一对100 MHz非线性放大环形镜锁模激光器,并将其分别作为信号光梳和本振光梳,通过高精度锁相环控制两台激光器的重复频率f_(r),使其在1 s平均时间内的Allan方差分别达到3.429×10^(-12)和2.499×10^(-12),相位噪声抖动分别为256.961 fs和173.381 fs。为进一步提升稳定性,系统通过信号拍频检测两路稳频激光信号因重复频率f_(r)和载波包络偏移频率f_(ceo)不稳定而产生的拍频信号,并利用反馈调节泵浦源电流实现对双光梳拍频信号的控制,降低了拍频信号在发生明显漂移后对测量的影响。系统最终输出适用于异步光学采样测量的双飞秒稳频激光源,为高精度测距和物质吸收谱测量提供了可靠的解决方案。 展开更多
关键词 飞秒激光频率梳 锁相环 锁模激光器 重复频率 异步光学采样
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基于增益管理非线性的超快光纤激光放大研究进展(特邀)
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作者 李灿 任博 +4 位作者 郭琨 王涛 吴坚 冷进勇 周朴 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期45-58,共14页
增益管理非线性(Gain Managed Nonlinearity,GMN)光纤放大技术涉及一种超快激光在非线性自相位调制与有源光纤动态增益共同作用下的非线性吸引子,可在激光脉冲能量提升的同时实现上百倍的线性光谱展宽,因而成为近年来超快光纤激光领域... 增益管理非线性(Gain Managed Nonlinearity,GMN)光纤放大技术涉及一种超快激光在非线性自相位调制与有源光纤动态增益共同作用下的非线性吸引子,可在激光脉冲能量提升的同时实现上百倍的线性光谱展宽,因而成为近年来超快光纤激光领域的研究热点。文中从GMN脉冲演化的基本原理出发,系统梳理了GMN光纤放大技术在近年来所取得的研究进展、及在多光子显微成像等领域的应用,并进一步展望了其未来发展趋势。 展开更多
关键词 增益管理非线性放大 超快光纤激光 自相位调制 掺镱光纤
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基于数值仿真的激光切割气溶胶收集优化研究
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作者 张永领 薛云 +5 位作者 章航洲 吴小江 胡冬梅 张成田 陈戏三 周艳民 《核动力工程》 北大核心 2025年第4期199-204,共6页
核设施退役中涉核设备的切割与解体是必不可少的关键工艺,激光切割过程中产生的放射性气溶胶将对环境造成污染。本研究基于计算流体动力学(CFD)方法,使用离散相模型(DPM)针对激光切割作业过程产生的气溶胶流动行为开展仿真模拟,探究局... 核设施退役中涉核设备的切割与解体是必不可少的关键工艺,激光切割过程中产生的放射性气溶胶将对环境造成污染。本研究基于计算流体动力学(CFD)方法,使用离散相模型(DPM)针对激光切割作业过程产生的气溶胶流动行为开展仿真模拟,探究局部通风条件下集气罩角度和抽吸流量两种因素对气溶胶收集效率的影响,为实际激光切割作业场景下的气溶胶有效控制提供理论指导。研究结果表明,减小集气罩角度能够更有效地收集激光切割产生的气溶胶,同时增加抽吸流量也能够在较大程度上改善收集效率。因此,在实际作业中要选择风量较大和集气罩布置角度较小的方案进行布置。 展开更多
关键词 激光切割 离散相模型(DPM) 放射性气溶胶 收集效率 数值模拟
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2kW激光器泵浦源相变直冷板设计与性能分析
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作者 蒋宇翔 周超超 +3 位作者 陈勇 林中湘 段云锋 邱长军 《工程设计学报》 北大核心 2025年第3期421-426,共6页
为了实现2 kW光纤激光器的精准散热和部件轻量化,保证其稳定可靠工作,需对其泵浦源进行有效的热管理。针对2 kW光纤激光器设计了一种相变直冷板,其采用压缩机驱动、制冷剂相变直冷的方式;优化了相变直冷板的内部流道,并对冷板的散热性... 为了实现2 kW光纤激光器的精准散热和部件轻量化,保证其稳定可靠工作,需对其泵浦源进行有效的热管理。针对2 kW光纤激光器设计了一种相变直冷板,其采用压缩机驱动、制冷剂相变直冷的方式;优化了相变直冷板的内部流道,并对冷板的散热性能进行CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)数值模拟分析和实验测试。结果表明,在换热条件下,采用单流程加变径流道的相变直冷板,可以使泵浦源模拟热源在2.8 kW最高发热功率下工作温度保持为(26±0.5)℃,表明该冷板能够满足2 kW光纤激光器稳定可靠工作的散热需求。研究结果为相变直冷系统原理样机的制作提供了理论支持。 展开更多
关键词 光纤激光器 热管理 相变直冷
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激光固态相变U75V材料滚动接触疲劳损伤行为研究
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作者 王彦杰 王梁 +5 位作者 张沭玥 丁昊昊 王春昌 张群莉 王文健 刘启跃 《表面技术》 北大核心 2025年第19期127-142,共16页
目的铁路道岔的结构复杂,车轮与道岔之间的动态相互作用较剧烈,容易出现磨损和接触疲劳损伤,因此提高道岔的耐磨性和滚动接触疲劳性能成为亟须解决的关键问题。激光固态相变技术在提升材料力学性能和耐损伤性能方面展现出巨大潜力,但该... 目的铁路道岔的结构复杂,车轮与道岔之间的动态相互作用较剧烈,容易出现磨损和接触疲劳损伤,因此提高道岔的耐磨性和滚动接触疲劳性能成为亟须解决的关键问题。激光固态相变技术在提升材料力学性能和耐损伤性能方面展现出巨大潜力,但该技术尚未在道岔应用中得到系统研究,这里旨在探索该技术在道岔钢轨中的应用可行性,并为激光固态相变U75V材料在道岔上的应用提供理论支撑。方法首先分析不同搭接率下激光固态相变U75V材料的硬度和微观组织分布,并利用MJP-30A滚动磨损与接触疲劳试验机模拟道岔滚动接触载荷,研究激光固态相变U75V的滚动接触疲劳损伤的演变规律,并讨论滚动接触疲劳损伤机理。结果激光固态相变能够改变U75V材料的微观组织,并提高材料的硬度。在激光固态相变后,形成了以针状马氏体为主的硬化区和以回火马氏体为主的软化区,硬化区表面硬度分布在800HV0.2左右,相较于基体的平均硬度(339HV0.2)提升了1.36倍;软化区表面硬度分布在650HV0.2左右,介于硬化区与基体之间。通过激光固态相变能够提高U75V材料的耐磨性能和抗塑性变形性能,与未处理U75V相比,在干态10000 r后,激光固态相变U75V材料的磨损量降低了26.3%,硬化区塑性变形层深度减小了97.7%,软化区塑性变形层深度减小了95%。未处理U75V的疲劳裂纹扩展现象严重,在水态下、5000 r时就发生了严重的疲劳剥落现象。在循环转数较小时激光固态相变U75V的硬化区主要为细小疲劳裂纹,软化区主要为表层细小密集的多层裂纹。在循环转数(130000 r)较大时,硬化区和软化区发生了疲劳剥落,软化区表层细小密集的裂纹会被磨掉,部分裂纹会扩展,出现枝裂纹。结论通过激光固态相变能够提高U75V材料的滚动接触疲劳性能。 展开更多
关键词 激光固态相变 U75V材料 微观组织 塑性变形 滚动接触疲劳
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GCr15钢激光固态相变滚动接触疲劳性能研究
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作者 张群莉 胡牛楠 +5 位作者 项一侯 陈智君 王建刚 陈凯 安少刚 姚建华 《表面技术》 北大核心 2025年第7期129-138,150,共11页
目的基于高速列车运行工况的复杂性,更高的转速将导致其轴承滚道发生更严重的磨损,需要硬度更高、深度更深的强化层保护轴承在高周次循环下的正常运行,采用深层强化技术,深入研究强化层深度对其滚动接触疲劳性能的影响,以期指导工程实... 目的基于高速列车运行工况的复杂性,更高的转速将导致其轴承滚道发生更严重的磨损,需要硬度更高、深度更深的强化层保护轴承在高周次循环下的正常运行,采用深层强化技术,深入研究强化层深度对其滚动接触疲劳性能的影响,以期指导工程实践。方法采用平面线接触滚动接触疲劳装置,分析不同强化层深度对GCr15轴承钢滚动接触疲劳性能的影响。使用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、激光共聚焦显微镜等设备分析不同深度强化层的组织转变和滚动接触疲劳损伤机理。结果GCr15轴承钢表层因激光固态相变的快速加热和冷却过程,形成隐晶马氏体,碳化物形态由不规则聚集转变为更均匀、更细小的球状碳化物,表层硬度显著增加。同时,激光固态相变引入了最高达373 MPa的残余压应力,残余压应力对抑制裂纹扩展具有显著效果,可使材料在保持较好耐磨性的同时提高其滚动接触疲劳性能。结论在相同的疲劳试验条件下,强化层深度越大,材料的抗塑性变形能力越强,裂纹扩展更困难,疲劳损伤由表面早期大面积剥落转为局部剥落损伤,该研究可为高速列车轴承的表面强化处理提供参考。 展开更多
关键词 激光固态相变 GCR15轴承钢 滚动接触疲劳性能 损伤机理
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LA103Z镁锂合金激光焊接组织与力学性能 被引量:1
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作者 王成成 王善林 +3 位作者 谭观华 陈玉华 宋石平 张体明 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第5期1473-1483,共11页
LA103Z镁锂合金是一种新型超轻合金材料,在国防军工及民用方面应用广泛。本文研究了国产双相Mg-Li合金LA103Z不同热输入时激光焊接接头的显微组织与力学性能,并对其组织演变和强化机理进行分析。结果表明:焊缝中心晶粒明显细化,α-Mg相... LA103Z镁锂合金是一种新型超轻合金材料,在国防军工及民用方面应用广泛。本文研究了国产双相Mg-Li合金LA103Z不同热输入时激光焊接接头的显微组织与力学性能,并对其组织演变和强化机理进行分析。结果表明:焊缝中心晶粒明显细化,α-Mg相发生溶解,并逐渐由小颗粒长成为针状,产生弥散固溶强化效果:β-Li相发生明显动态再结晶,呈等轴晶并细化,优先生长,阻碍了α-Mg相的长大;热输入大的区域,析出相多,LiAl相发生熔化并转化成大量纳米级Li2MgAl相,热输入继续增加,纳米级Li2MgAl相能够重新聚集生成LiAl相。同时,β-Li相主导的应变被α-Mg相与β-Li相均匀分配,等轴α/β界面具有更高的强度和韧性;接头的强塑性同步提高,极限抗拉强度达到258 MPa,最大伸长率达到57.8%,激光焊接适用于双相Mg-Li合金的焊接。 展开更多
关键词 镁锂合金 激光焊接 固溶强化 析出相 应变分配
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GRACE-FO重力卫星激光干涉测距原始数据预处理 被引量:1
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作者 尹恒 朱紫彤 +5 位作者 闫易浩 王长青 钟敏 冯伟 朱炬波 谷德峰 《地球物理学报》 北大核心 2025年第5期1615-1632,共18页
GRACE-FO重力卫星激光干涉测距(LRI)具有以纳米级精度测量双星星间距离变化的能力,在高精度刻画中长空间尺度的地球重力场变化、地表物质迁移与分布方面具有巨大潜力.由于原始LRI测量相位中存在的时标误差、相位跳跃和测距系统误差等误... GRACE-FO重力卫星激光干涉测距(LRI)具有以纳米级精度测量双星星间距离变化的能力,在高精度刻画中长空间尺度的地球重力场变化、地表物质迁移与分布方面具有巨大潜力.由于原始LRI测量相位中存在的时标误差、相位跳跃和测距系统误差等误差源会直接影响相位转换到测距的精度,进而传播至后续的重力场解算及其科学应用中,因此需要对LRI测量相位进行精细的数据预处理.本文基于GRACE-FO卫星实测数据,深入研究了LRI测量数据特征、原始数据预处理流程以及相应的关键技术,生成了自主研发的激光干涉测距产品(LRI1B SYSU S10).针对美国喷气推进实验室(JPL)现有相位跳跃处理算法存在不能精确处理相位跳跃的不足,本文验证了相位跳跃模板法与相位跳跃平滑法结合可有效消除不同类型的相位跳跃.研究结果显示,本文LRI1B产品的有偏距离变率在0.1 Hz处的精度可达到1 nm·s^(-1)·Hz^(−1/2),优于JPL的RL04(Release 04)版本产品(5~10 nm·s^(-1)·Hz^(−1/2)),与德国爱因斯坦研究所(AEI)的同类产品相当;基于本文产品反演的大地水准面阶方差在30阶以上优于JPL产品的结果,与AEI结果一致性较好.本文开发的LRI数据预处理方法有效消除了原始测量相位中的各类误差,对未来采用LRI的GRACE类重力卫星任务(如天琴二号)的数据预处理、重力场反演和地表物质迁移研究具有重要意义. 展开更多
关键词 GRACE-FO 激光干涉测距 数据预处理 相位跳跃 重力场反演
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