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期刊信息/Journal information
激光与光电子学进展
激光与光电子学进展

范滇元

月刊

1006-4125

lop@siom.ac.cn

021-69918222

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海市800-211信箱）

激光与光电子学进展/Journal Laser & Optoelectronics ProgressCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中科院上海光学精密机械研究所和国家惯性约束聚变委员会联合主办。旨在关注科技发展热点，报道高新技术前沿，追踪科技研发动态，介绍科学探索历程；展示最新科技产品，汇萃时尚科技讯息。
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    大口径球面镜透过率测量系统控制技术

    王佳豪于信白素平韩佳昊...
    188-195页
    查看更多>>摘要：由于高能激光系统中光学元件对于系统探测距离、毁伤能力以及能量损耗程度等参数都可以通过测量透过率来评估,采用共光路复合位移同步扫描技术,通过逐点扫描的方式实现对大口径元件透过率的测量.通过扫描圆周和径向的复合位移,控制上下机械扫描结构,结合振镜对光路的校准,从而实现全口径快速扫描.实验结果表明,所提方法测得光学元件透过率的测量精度为0.2%,测量口径最大600 mm,测量速度大于500 h-1,满足技术指标的要求,实现了对大口径激光元件透过率的高精度测量.

    大口径球面镜透过率复合位移同步控制

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    基于端到端深度学习框架的绝对式光栅尺定位译码

    赵嘉宾李伟滨欧伟程蔡念...
    196-203页
    查看更多>>摘要：为了提高绝对式光栅尺定位译码精度,提出一种基于端到端深度学习框架的定位译码方法.融入注意力模块改进UNet++对码元边缘进行定位,设计码道边缘信息提取网络实现码道图像到位置信息的回归预测.为了减小累计误差,针对绝对光栅尺图像特点,设计一种损失函数将码元边缘定位网络与码道边缘信息提取网络整合为端到端网络框架,从而构建码道定位模块.设计基于码道中心像素的伪随机码解译方法,实现绝对光栅尺码道译码.实验结果表明,所提定位译码法能提升绝对式光栅尺测量精度,在95%置信区间内为(-0.206,0.243)μm,均方根误差为0.265 μm,优于现有绝对式光栅尺定位译码方法.

    绝对式光栅尺码道定位码道译码测量深度学习

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    针对曲面光学元件的五轴表面形貌测量系统结构参数标定

    杨俊沈毅君刘嘉宇温荣贤...
    204-212页
    查看更多>>摘要：针对曲面光学元件的表面形貌测量,将自研扫描白光干涉测头集成到Moore五轴运动平台上构建了一套五轴白光干涉测量系统.为了实现自动化测量,研究了该系统的运动学模型并解得逆运动学方程组.对于逆运动学方程组中的未知参数,提出一种使用已知表达式的高精度非球面标定件的标定方法.最后进行了标定精度验证实验,结果表明,自动调焦调平后实际对焦点坐标与理论对焦点坐标误差不超过±3 μm,满足测头的测量需求,能够对曲面光学元件表面形貌进行自动化测量.

    扫描白光干涉技术表面形貌测量五轴白光干涉测量系统运动学模型参数标定

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    精密旋转轴六自由度误差同时测量方法

    温洪泉杨文军张子龙刘振...
    213-222页
    查看更多>>摘要：针对现有精密旋转轴运动精度检测技术无法兼顾高精度、高效率、动态连续、误差完整测量等问题,提出一种基于绝对测量的精密旋转轴六自由度误差同时测量方法.使用多波长相移干涉技术对跟随旋转轴运动的微纳结构特征样件进行瞬时绝对位姿测量.建立精密旋转轴六自由度运动误差模型,确定各自由度误差与标准微纳结构特征空间位姿变换之间的映射关系.通过对微纳结构特征空间位姿进行解析,分离出精密旋转轴六自由度误差,实现精密旋转轴六自由度误差同时、连续、高精度测量.对精密气浮旋转台的测量结果表明,测得的角度定位误差为2.98",倾斜误差为0.91",径向误差为399 nm,轴向误差为37 nm.

    精密旋转轴六自由度误差同时测量多波长相移干涉微纳结构特征样件

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    激光选区熔化成形因瓦合金点阵结构参数优化及其性能研究

    何燚炜陈捷杨琴沈显峰...
    223-231页
    查看更多>>摘要：因瓦合金点阵结构能够集成低热膨胀系数和低密度的优势,在航空航天领域具有广泛的应用前景.激光选区熔化[SLM,又称激光粉末床熔融(L-PBF)]作为一种应用最为广泛的金属增材制造技术,在成形复杂点阵结构方面具有极大的优势,但是目前对SLM成形因瓦合金点阵结构的性能影响规律的认识还不够深入.采用三因子三水平设计正交试验来优化SLM成形因瓦合金工艺参数,并以抗拉强度和屈服强度为指标,提出了激光功率为 280 W、激光扫描速率为1000 mm/s、扫描间距为0.12 mm的较优参数,此参数下成形试样屈服强度为340 MPa、抗拉强度为419 MPa.在优化参数基础上,探究了扫描速率对SLM成形因瓦合金点阵结构几何性能和力学性能的影响,发现激光功率为280 W、激光扫描速率为1000 mm/s、扫描间距为0.12 mm下成形的点阵结构兼具较好的力学性能和几何性能.

    激光技术激光选区熔化激光粉末床熔融因瓦合金点阵结构参数优化

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    区域激光曝光粉末床熔融成形温度场-流场仿真研究

    高国威沈显峰王国伟孙明艳...
    232-243页
    查看更多>>摘要：通过COMSOL有限元仿真软件数值模拟区域激光曝光粉末床熔融成形过程,获得区域激光曝光粉末床熔融成形的温度场和流场分布规律,通过分析流场和温度场的演变过程进一步揭示表面张力和马兰戈尼力对熔池成形的影响.结果表明:相较于传统激光粉末床熔融成形,区域激光曝光粉末床熔融成形得到的熔池具有更小的峰值流速,在水平方向上具有非常小的温度梯度,表面张力是熔池成形的主要驱动力,得到的熔池具有更小的表面粗糙度.

    激光技术粉末床熔融平顶光温度场流场马兰戈尼效应

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    谱峰增益补偿的中红外超连续谱数值模拟

    高磊闫宇李嘉敏肖连团...
    244-250页
    查看更多>>摘要：采用一种具有双零色散点的三角形纤芯硅单质光子晶体光纤作为中红外超连续谱激光的非线性工作介质,利用峰值功率为1500 W、脉冲宽度为100 fs、波长范围为2.6～2.9 µm的泵浦光激发长度为0.1 m的光子晶体光纤,获得覆盖2～7 µm波段的中红外超连续谱.通过改变泵浦光波长实现了谱峰增益补偿,扩大了对气体检测特征波长的光谱覆盖范围.这种谱峰增益补偿的中红外超连续谱可用于实时检测多种温室气体、有毒气体和易燃易爆气体.

    中红外波段超连续谱光子晶体光纤硅单质增益补偿

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    激光焊接硅钢片熔池研究及数值模拟

    胡炳阳陆雨阳陈彦秋刘禹...
    251-261页
    查看更多>>摘要：硅钢片由于其良好的磁性能被广泛运用于电机定子铁芯生产.熔池是焊接过程中重要的物理现象,其动态行为影响焊接质量.对焊接熔池进行研究,通过焊接过程视觉监测和数值模拟相结合的方式研究了焊接参数对熔池的影响规律及熔池的温度场变化情况.同时,改进U-Net模型,在实现网络轻量化的同时提高网络性能,改进后的模型能够准确分割出熔池并提取特征.改进模型的平均交并比和平均像素精度分别达到95.91%和98.59%,均优于原始模型.数值模拟结果表明,熔池面积和焊接深度与熔池温度呈正相关,监测熔池面积能够较好反映焊接深度变化.这有助于实现焊接过程的在线监测和焊接深度预测.

    激光焊接熔池图像处理数值模拟

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    超低功率自启动且色散平衡的光纤锁模激光器

    李怡邱文栋邢思达侯霞...
    262-271页
    查看更多>>摘要：低腔损、低自启动功率、稳定且色散平衡的光纤激光器是实现后续放大、压缩和外场实验应用的必要条件.结合理论分析和数值模拟方法,详细阐述了移相器在激光器自启动中的关键作用,以及增益光纤掺杂浓度与激光启动阈值的关系,进而得出了降低自启阈值的条件.基于理论结果,利用光纤非线性增益环形镜结构,搭建了腔损极低且近零色散的锁模激光器振荡器,实现了60 mW的超低自启动功率和最低30 mW的稳定工作功耗,验证了理论结果.为适应更多实验环境,搭建包含可调波片的分离器件结构的非线性放大环镜,来确保激光器能够自启动,并加入压电陶瓷和光电调制器,使该激光器具备稳定至国际时频标准的能力.该激光器的自启动功率为160 mW,维持锁定功率仅为16 mW.

    锁模激光器激光光纤超快非线性光学光纤放大器和振荡器

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    高速激光熔覆铁基非晶合金涂层的组织及性能研究

    向南鑫周后明王宇豪曹星宇...
    272-281页
    查看更多>>摘要：采用Fe-Cr-B-Si非晶合金粉末,通过高速激光熔覆的方式在低碳钢表面成功制备出具有优异摩擦学性能的涂层.研究了激光功率对非晶合金涂层的显微组织、硬度以及耐磨性的影响.结果表明,涂层中非晶相的含量和分布与激光功率有关,激光功率通过改变热输入来影响稀释率和实际冷却速率.随着激光功率的增大,涂层中微观组织的生长规律发生改变,非晶相的分布位置由底部转变为顶部.当激光功率为2200 W时,涂层的微观组织主要由非晶相和未成形的晶粒组成,非晶相含量约为76%,且均匀分布于整个涂层中.非晶相的含量和分布是影响涂层硬度和耐磨性的关键因素,非晶体区比晶体区硬度提高约200 HV.当非晶相分布于涂层顶部时,会显著提高涂层的表面硬度和耐磨性.

    高速激光熔覆非晶合金冷却速率耐磨性

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