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可调螺旋轴锥镜实现高阶贝塞尔光束
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作者 吕清花 程壮 +4 位作者 翟中生 王选择 吕辉 崔甲臣 于涛 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第4期684-689,共6页
高阶贝塞尔光束被广泛应用在激光加工和精密测量等领域。针对高阶贝塞尔光束的生成方法,通过空间光调制器加载高阶相位全息图,代替真实的螺旋相位板和轴锥镜。理论分析锥镜组合和相位叠加两种模式下的光场分布,设计实验对比两种模式下... 高阶贝塞尔光束被广泛应用在激光加工和精密测量等领域。针对高阶贝塞尔光束的生成方法,通过空间光调制器加载高阶相位全息图,代替真实的螺旋相位板和轴锥镜。理论分析锥镜组合和相位叠加两种模式下的光场分布,设计实验对比两种模式下的光束调制情况。研究结果表明,相位叠加法的调制效果优于锥镜组合法,而且操作灵活、能减小加工误差,是一种有效的高阶贝塞尔光束的生成方法。 展开更多
关键词 高阶贝塞尔光束 空间光调制器 全息图 螺旋相位板 轴锥镜
基于飞秒激光的光纤微加工工艺研究 预览
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作者 翟中生 于涛 +3 位作者 吕清花 舒健 张骆 刘顿 《湖北工业大学学报》 2018年第1期24-26,37共4页
光纤作为传输光信号的重要载体,使用时经常需要进行切割。飞秒激光以其热效应小、加工精度高等优势可对多种光纤进行加工。利用飞秒激光对单模石英光纤切割加工的特性及加工工艺,通过对扫描次数、激光功率和焦平面位置等参数进行组合实... 光纤作为传输光信号的重要载体,使用时经常需要进行切割。飞秒激光以其热效应小、加工精度高等优势可对多种光纤进行加工。利用飞秒激光对单模石英光纤切割加工的特性及加工工艺,通过对扫描次数、激光功率和焦平面位置等参数进行组合实验,再对光纤切割端面的显微图像进行质量分析,找出飞秒激光切割光纤的最佳工艺参数。研究结果表明,扫描速度0.1mm/s、切割功率0.6 W,先把激光聚焦于光纤中心切割2次后再把焦点位置移动到光纤底部切割2次,可获得良好切面效果。 展开更多
关键词 飞秒激光 光纤 切割 端面质量
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PMMA材料在线偏振和圆偏振光下的超连续光谱特性分析 预览
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作者 吕清花 于涛 +5 位作者 胡勇涛 翟中生 陈列 杨奇彪 刘顿 舒健 《应用光学》 CSCD 北大核心 2018年第1期146-150,共5页
飞秒激光在透明材料加工过程中会出现超连续光谱现象。在阐述超连续光谱产生的原理的基础上,为了分析PMMA材料在不同偏振光下产生的超连续光谱的阈值,设计了线偏光和圆偏光及不同能量加工PMMA材料的实验方案。利用光谱仪对产生的超连续... 飞秒激光在透明材料加工过程中会出现超连续光谱现象。在阐述超连续光谱产生的原理的基础上,为了分析PMMA材料在不同偏振光下产生的超连续光谱的阈值,设计了线偏光和圆偏光及不同能量加工PMMA材料的实验方案。利用光谱仪对产生的超连续光谱信号进行采集及处理,分析出不同能量下的线偏振(TE和TM)和圆偏振两种偏振态的超连续光谱的变化规律,并对比了相同能量下线偏振和圆偏振的超连续光谱的区别。实验中采用脉宽160 fs、中心波长为775 nm的飞秒激光,实验结果表明,同一偏振下能量越大,光谱谱宽越宽;通过对比不同能量下的光谱特性,观测出产生超连续光谱的阈值,线偏振光的阈值为0.46 μJ,圆偏振光的阈值为0.586 μJ;对比相同能量下的线偏振和圆偏振光,线偏振的谱宽比圆偏振的宽。 展开更多
关键词 非线性光学 飞秒激光 PMMA 线偏振 圆偏振 超连续光谱
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纳秒激光诱导铝板表面超疏水微纳结构 被引量:4
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作者 杨奇彪 刘少军 +8 位作者 于涛 陈列 郑重 娄德元 陶青 翟中生 Peter Bennett 刘顿 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第9期248-253,共6页
提出了一种利用纳秒光纤激光快速制备超疏水铝板表面的方法,对样品表面的接触角和粗糙度进行了测量。烘烤处理激光加工后的样品,得到了一系列具有不同润湿性能的铝板表面,增加激光能量密度可得到超疏水表面。研究结果表明,增加激光能量... 提出了一种利用纳秒光纤激光快速制备超疏水铝板表面的方法,对样品表面的接触角和粗糙度进行了测量。烘烤处理激光加工后的样品,得到了一系列具有不同润湿性能的铝板表面,增加激光能量密度可得到超疏水表面。研究结果表明,增加激光能量密度除了能提高铝板表面的粗糙度,还会形成明显的微纳二级结构;空气占铝板超疏水复合接触面总面积的90%以上;纳秒激光诱导铝板超疏水表面是微纳结构和化学成分共同作用的结果。 展开更多
关键词 激光技术 超疏水表面 纳秒激光 微纳结构
飞秒激光诱导铝基的超疏水表面 被引量:2
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作者 杨奇彪 邓波 +9 位作者 于涛 肖晨光 陈列 郑重 娄德元 陶青 翟中生 Bennett Peter 刘顿 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第10期308-314,共7页
利用不同能量的飞秒激光脉冲对铝基材料表面接触角进行调控,并对其浸润性转变机理进行了分析研究。结果表明,经飞秒激光加工和时效处理后,铝基材料表面最终稳定的浸润性状态与激光能量及时效时间相关。随着激光能量的增大,表面接触角由7... 利用不同能量的飞秒激光脉冲对铝基材料表面接触角进行调控,并对其浸润性转变机理进行了分析研究。结果表明,经飞秒激光加工和时效处理后,铝基材料表面最终稳定的浸润性状态与激光能量及时效时间相关。随着激光能量的增大,表面接触角由70°转变为150°以上。对不同能量加工条件下的铝基表面形貌、粗糙度及化学成分进行了分析,结果表明,激光加工后的样品浸润性由亲水状态最终转变为超疏水状态。在不同脉冲能量区间均可得到超疏水表面,但其表面微观结构存在非周期性或周期性结构的差异,疏水性能的形成机理不同。 展开更多
关键词 激光光学 飞秒激光 光学加工 激光能量 微纳结构 浸润性转变
不同偏振态下飞秒激光在FPC上打孔特性研究
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作者 翟中生 郭钊 +5 位作者 于涛 吕清花 陈列 娄德元 杨奇彪 刘顿 《应用激光》 CSCD 北大核心 2017年第2期262-267,共6页
偏振态是激光光束的重要特征之一,不同偏振态的激光在柔性电路板(FPC)上打孔特性不同。介绍了采用以聚酰亚胺为基材单面电解铜式的FPC材料损伤阈值理论计算方法,并分析了利用液晶空间光调制器、1/2波片和1/4波片组合实现激光束四种偏... 偏振态是激光光束的重要特征之一,不同偏振态的激光在柔性电路板(FPC)上打孔特性不同。介绍了采用以聚酰亚胺为基材单面电解铜式的FPC材料损伤阈值理论计算方法,并分析了利用液晶空间光调制器、1/2波片和1/4波片组合实现激光束四种偏振态的控制方法,得到四种偏振态:线偏振、圆偏振、径向偏振和角向偏振。通过不同能量的打孔实验测定出柔性电路板在800nm单脉冲飞秒激光下的损伤阈值为25.44J/cm~2,并进行了相同功率下四种偏振态激光束对同一FPC材料进行打孔实验。实验结果表明,径向偏振和角向偏振具有更好的圆度和更大的孔径。 展开更多
关键词 柔性电路板 偏振态 损伤阈值 烧蚀
不同偏振态飞秒激光在PMMA上的成丝现象
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作者 翟中生 郭钊 +6 位作者 于涛 吕清花 陈列 娄德元 杨奇彪 Peter Bennett 刘顿 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第12期495-501,共7页
随着飞秒激光技术的不断成熟和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的大量应用,对PMMA光学性能的研究逐渐成为研究热点。飞秒激光在透明材料加工过程中会出现成丝现象,分析了自聚焦和丝状物的产生原理。偏振态是激光光束的重要特征之一,利用空... 随着飞秒激光技术的不断成熟和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的大量应用,对PMMA光学性能的研究逐渐成为研究热点。飞秒激光在透明材料加工过程中会出现成丝现象,分析了自聚焦和丝状物的产生原理。偏振态是激光光束的重要特征之一,利用空间光调制器、1/2波片和1/4波片组合可实现对线偏振光、圆偏振光、径向偏振光和角向偏振光的控制。利用产生的1μJ偏振光在PMMA上刻线,对比分析不同偏振光的成丝长短和成丝起始位置。实验结果表明:线偏振光和圆偏振光的成丝长度较短,其中线偏振光的成丝位置距离入射面最近;径向偏振光和角向偏振光的成丝长度较长,且成丝位置距离入射面最远。 展开更多
关键词 超快光学 聚甲基丙烯酸甲酯 自聚焦 偏振态 飞秒成丝
纳秒激光清洗5083铝合金阳极氧化膜试验研究
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作者 成健 黄易 +3 位作者 董文祺 李子文 刘顿 于涛 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第1期171-179,共9页
5083铝合金表面极易形成微米级阳极氧化膜,显著影响其焊接质量。实验采用波长1 064 nm的纳秒光纤激光器对5083铝合金表面的阳极氧化膜进行激光清洗试验研究。采用不同激光清洗工艺参数,研究激光功率、扫描速度和脉宽对激光清洗效果的影... 5083铝合金表面极易形成微米级阳极氧化膜,显著影响其焊接质量。实验采用波长1 064 nm的纳秒光纤激光器对5083铝合金表面的阳极氧化膜进行激光清洗试验研究。采用不同激光清洗工艺参数,研究激光功率、扫描速度和脉宽对激光清洗效果的影响,总结了优化的激光参数组合,并验证此参数组合对应的清洗效果。研究表明,激光清洗5083铝合金表面阳极氧化膜优化的激光清洗参数组合为功率P=42 W,扫描速度V=4 725 mm/s,频率f=250 kHz,脉宽T=100 ns。扫描电镜结果显示,阳极氧化膜可得到完全剥离,清洗效果好。 展开更多
关键词 激光清洗 激光参数 5083铝合金 阳极氧化膜
飞秒激光通过高倍物镜加工中的全息散焦控制
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作者 方正 刘顿 +4 位作者 翟中生 于涛 王丽 郑重 成健 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第2期279-284,共6页
飞秒激光通过高NA值的物镜进行表面微加工时,过短的焦深会影响加工性能。分析了高倍物镜所带校正环对焦点的离散作用,提出了一种利用空间光调制器(SLM)进行全息散焦控制的方法。通过改变衍射轴锥镜(Axicon)计算机生成全息图(CGHs)中环... 飞秒激光通过高NA值的物镜进行表面微加工时,过短的焦深会影响加工性能。分析了高倍物镜所带校正环对焦点的离散作用,提出了一种利用空间光调制器(SLM)进行全息散焦控制的方法。通过改变衍射轴锥镜(Axicon)计算机生成全息图(CGHs)中环形闪耀光栅的周期,来进行散焦控制以形成长焦深。焦点轴向强度分布以加工于聚酰亚胺薄膜(PI)表面微孔的形式表示,其分布与仿真结果一致。使用0.6NA的40倍镜进行散焦加工,当环形闪耀光栅最小环周期为200μm,并由内向外以400μm递增时,可获得50.90μm的均匀焦深,是直接使用高倍物镜聚焦进行加工所获得的6.15μm均匀焦深的8.28倍。此外还通过SLM与校正环进行复合散焦加工,进一步均匀化了整个焦深区域。 展开更多
关键词 激光打孔 长焦深 相位全息图 空间光调制器
金属表面激光清洗技术及其应用
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作者 成健 方世超 +2 位作者 刘顿 郑重 于涛 《应用激光》 CSCD 北大核心 2018年第6期1028-1037,共10页
金属表面清洗工艺是现代工业生产中涂装、连接、维护和修理的重要环节。目前传统清洗方法在高精度要求和环境保护限制下其应用受到很大的制约。激光清洗技术作为近年来迅速发展的一种高效、绿色清洗技术,与机械打磨清洗、高压水射流清... 金属表面清洗工艺是现代工业生产中涂装、连接、维护和修理的重要环节。目前传统清洗方法在高精度要求和环境保护限制下其应用受到很大的制约。激光清洗技术作为近年来迅速发展的一种高效、绿色清洗技术,与机械打磨清洗、高压水射流清洗、化学清洗、喷砂清洗等传统清洗工艺相比,具有精准度高、低损伤、零排放和无污染的优点,极具应用前景。对激光清洗技术的原理、特点及分类进行了简述,重点介绍了金属表面激光清洗技术的研究及应用,最后对激光清洗技术的研究和发展进行了展望。 展开更多
关键词 金属表面 激光清洗 清洗机理 清洗工艺参数
动力电池用铝合金准连续脉冲激光焊接特性研究 被引量:1
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作者 成健 黄易 +3 位作者 杨新龙 李帅 于涛 刘顿 《应用激光》 CSCD 北大核心 2018年第6期953-958,共6页
激光焊接因其能量集中、热影响区小和易于自动化等优势在各行业中得到了广泛应用,特别是在动力电池焊接领域铝合金的激光焊接技术得到了极高关注。利用准连续脉冲激光器实验研究铝合金焊接问题,探讨不同激光工艺参数对铝合金焊接性能的... 激光焊接因其能量集中、热影响区小和易于自动化等优势在各行业中得到了广泛应用,特别是在动力电池焊接领域铝合金的激光焊接技术得到了极高关注。利用准连续脉冲激光器实验研究铝合金焊接问题,探讨不同激光工艺参数对铝合金焊接性能的影响,改变激光功率和焊接速度来研究其对焊缝力学性能和形貌的影响。实验研究发现,激光工艺参数对铝合金焊缝抗拉强度和熔池形貌有较大影响,选择合适的激光工艺参数有利于提高焊缝的抗拉强度,减少焊缝缺陷。 展开更多
关键词 激光焊接 铝合金 穿透焊 动力电池
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