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中国激光
中国激光

周炳琨

月刊

0258-7025

cjl@siom.ac.cn

021-69918427

201800

上海市嘉定区清河路390号 上海800-211邮政信箱

中国激光/Journal Chinese Journal of LasersCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是我国唯一全面反映激光领域最新成就的专业学报类期刊。主要发表我国在激光、光学、材料应用及激光医学方面卓有成就的科学家的研究论文。涉及领域包括激光器件、新型激光器、非成性光学、激光在材料中的应用、激光及光纤技术在医学中的使用，锁模超短脉冲技术、精密光谱学、强光物理、量子光学、全息技术及光信息处理。
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    激光直接书写快速制备虹彩与彩色复合图案

    彭笛王大政张国伟
    97-103页
    查看更多>>摘要：利用纳秒级光纤激光器直接书写的方式实现了 304不锈钢板表面超高效虹彩结构的构建，其速度可达到5 mm22/s以上。通过改变激光能量参数，得到了激光诱导金属表面虹彩结构特定形成的工艺范围。实验分析得出，改变参数，使得每次脉冲形成的熔池边界间距满足布拉格条件，可使这种微观结构出现虹彩现象。同时，利用特定工艺直接构建了一种具有光栅衍射虹彩、薄膜干涉结构色及固有色的复合结构，这种结构可在不同的角度下实现三种颜色交替主导的色彩表现，这也为金属表面的个性化着色提供了新方案。

    激光技术激光光学表面结构激光直接书写结构色

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    无吸收层激光喷丸2024-T351铝合金耐腐蚀性能研究

    夏雪峰周建忠缑延强黄蕾...
    104-113页
    查看更多>>摘要：为研究无吸收层激光喷丸工艺对铝合金耐腐蚀性能的影响，选用3 mm光斑直径与50％搭接率，分别在1。1 GW/cm2与2。6 GW/cm2的激光功率密度下，采用Nd:YAG脉冲激光对2024-T351铝合金试样表面进行喷丸处理，结合表面形貌、化学成分、微观组织、物相、残余应力等，探索了不同激光功率密度下试样在质量分数为3。5％的NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果显示:经过功率密度为1。1 GW/cm2的无吸收层激光喷丸处理后，试样表面形貌与微观组织得到了改善，表面形成了凸起与孔洞交错的多级结构及2～3μm厚的致密重熔氧化层，深度方向出现晶粒细化现象，在100 μm深度处出现最大残余压应力。此外，相较于未处理试样与2。6 GW/cm2喷丸试样，1。1 GW/cm2喷丸试样的腐蚀电流密度分别降低了 97。30％与82。46％，同时腐蚀后试样表面保持着完整的具有多孔特征的微纳结构，展现出最佳的抗腐蚀性能。无吸收层激光喷丸工艺显著提高了 2024-T351铝合金表面的耐腐蚀性能。

    激光技术激光喷丸2024-T351铝合金电化学腐蚀表面形貌

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    感应温度对激光固态相变U75V滚动接触疲劳影响研究

    丁孝禹王伟桂余杭陈智君...
    114-126页
    查看更多>>摘要：滚动接触疲劳(RCF)是轮轨系统的主要失效模式。采用激光固态相变工艺(将激光与感应加热相结合)，对U75V钢表面进行强化处理，然后利用平面式滚动接触疲劳试验机进行滚动接触疲劳性能测试，研究感应温度对U75V钢轨滚动接触疲劳性能的影响，并结合有限元分析研究U75V钢的疲劳损伤机理。结果表明，材料的疲劳损伤形式主要与感应温度有关:未处理试样和感应温度为550 ℃的试样均以疲劳点蚀损伤为主，裂纹从材料表面萌生并逐渐向材料内部扩展;感应温度为520 ℃和490℃的试样以疲劳剥落损伤为主。对比试验结果与有限元分析结果可以发现，裂纹从材料次表面萌生，随后在剪切应力的作用下逐渐向材料表面及材料更深处扩展。

    激光固态相变U75V钢轨疲劳损伤感应温度

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    不同热处理工艺下增材制造TC17钛合金组织与摩擦学性能研究

    王浩胡怡宁王涛
    127-138页
    查看更多>>摘要：研究了不同热处理工艺对定向能量沉积TC17钛合金微观组织与摩擦学性能的影响，分析了热处理过程中的组织演变规律与20 N干滑动磨损下的综合磨损行为。结果表明，在退火与退火后固溶处理阶段，合金主要由初生α相及连续或不连续的晶界α相、β相组成，无相析出区伴随连续晶界α相存在。在退火后固溶处理的基础上进一步进行时效处理，针状次生α相开始析出，且随着时效温度的升高，初生与次生α相开始生长、粗化，无相析出区先消失后出现。硬度与磨损测试结果表明，经580 ℃时效处理后显微硬度最高(486。93 HV)，此时有较强的弥散强化效果，摩擦学性能最优，磨损率仅为0。0451 mg/m。热处理后多种磨损机制混合存在，磨损率、磨损形貌取决于微观结构与氧化层的变化。研究结果为优化TC17合金摩擦学性能与热处理工艺提供了参考。

    激光技术钛合金摩擦学性能微观组织热处理定向能量沉积

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    热处理温度对选区激光熔化成形316L不锈钢冲击韧性及各向异性的影响

    汪洋扬孙明艳陈捷秦煜...
    139-147页
    查看更多>>摘要：为探究热处理温度对316L不锈钢冲击韧性及其各向异性的影响，利用选区激光熔化(SLM)技术制备了不同成形取向的316L冲击构件，并比较了 SLM态、1050℃热处理态以及1100 ℃热处理态的冲击韧性和微观组织结构。结果表明，按冲击韧性从大到小排列，依次为SLM态、1100℃热处理态、1050℃热处理态。随着热处理温度的升高，冲击断口的韧窝逐渐增大。对于SLM态，XY-Z样的冲击韧性比XZ-X样和XY-X样更好，但热处理之后XY-Z样的冲击韧性反而最差。同时，热处理之后亚晶组织逐渐消失，夹杂物粗化，晶粒尺寸增大，大角度晶界增加，逐层制备的多层结构被破坏，晶粒织构发生变化，这些微观组织的变化与冲击韧性密切相关。

    激光技术选区激光熔化316L冲击韧性各向异性热处理

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    激光粉末床熔融(L-PBF)增材制造316L不锈钢制件微观表征和力学性能研究

    张澳吴王平江鹏王知鸷...
    148-161页
    查看更多>>摘要：以激光粉末床熔融(L-PBF)增材制造的316L不锈钢作为研究对象，重点研究了 0°和60°两个不同成型方向对打印件显微组织和力学性能的影响，并利用原位电子背散射衍射(EBSD)技术研究了 L-PBF 316L不锈钢在拉伸变形过程中组织和晶粒取向的演变过程。研究结果表明:L-PBF增材制造316L不锈钢的显微组织存在孔洞缺陷，在60°成型方向上还存在着鱼鳞状微熔池。成型方向为60°时制件的抗拉强度更高，为(645。61±15。50)MPa，0°成型方向上制件的伸长率更好，为(13。75±0。1)％。在原位拉伸过程中，随着变形量的增加，在0°成型方向上制件表现出更为显著的变化。小角度晶界的占比(体积分数)由38。1％增加到71。6％，α-Fe-BCC占比(体积分数)由0。17％增加到2。21％，平均晶粒尺寸由4。3 μm减小到1。4 μm，且晶粒内部在拉伸过程中出现了滑移带。在拉伸过程中，当成型方向为0°时，制件晶粒取向由初始的＜101＞//Z1逐渐转变为＜001＞//X1和＜111＞//X1，而当成型方向为60°时，制件初始的＜111＞//Z1晶粒取向逐渐转变为＜111＞/X1。

    激光技术激光粉末床熔融增材制造原位电子背散射衍射成型方向

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    基于空间光调制器的飞秒激光双光子高效加工(特邀)

    唐枫潘登俞飞黄锟境...
    162-177页
    查看更多>>摘要：基于非线性光学效应的飞秒激光双光子聚合加工技术可以突破光学衍射极限，从而实现复杂构型的三维微纳结构制备。近年来，研究者们将空间光调制器应用于飞秒激光双光子加工系统，改进了传统逐点扫描的加工方法，进一步提高了加工效率和加工精度。综述了近年来国内外基于空间光调制器的飞秒激光双光子聚合加工技术的研究进展，主要论述了光场调制技术的发展过程和主要实现方法，包括基于迭代算法的全息加工、基于结构光场的全息加工、干涉全息加工以及时空聚焦高效加工等几个方面，分析了各种方法的优势与不足，并对其在各领域中的应用做出讨论。最后，探讨了该加工方法目前存在的问题，并对未来进行了展望。

    飞秒激光双光子聚合空间光调制器迭代算法结构光场干涉加工

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    双光子聚合打印三维光子晶体的研究进展(特邀)

    赵晗彤苏思华李琛周明霞...
    178-190页
    查看更多>>摘要：双光子聚合光刻技术和光子晶体的研究相辅相成。本文首先简述了三维光子晶体的概念及其典型结构以及双光子聚合光刻技术的原理与特点;然后回顾了双光子聚合光刻技术打印三维光子晶体在分辨率、打印速度和材料扩展等方面的研究进展，并重点介绍了三维光子晶体在光学领域的应用情况;最后总结了双光子聚合光刻在制备三维光子晶体方面存在的一些问题，并对其在未来的研究方向进行了展望。

    激光技术3D打印光子晶体双光子聚合

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    基于矢量光场的光学加工技术(特邀)

    许丽佳王青松付小芳张其...
    191-205页
    查看更多>>摘要：作为光的基本属性，偏振、振幅和相位提供的自由度对于光场调控具有重要作用。具有空间结构偏振态、振幅和相位分布的矢量光场因具有不同于传统光场的独特性质而被应用于诸多领域。近年来，时空分布特性更加丰富的新型矢量光场逐渐得到关注，它们的出现丰富了矢量光场的种类并提供了新的调控自由度，为光学加工带来了新的契机。综述了近年来发展迅速的基于矢量光场的光学加工技术，包括基于矢量光场的激光微纳制造和基于矢量光场曝光的几何相位液晶平面器件加工等技术，并对其发展趋势和前景进行了展望。

    矢量光场光学加工激光微纳制造光场曝光液晶平面器件悬链线光学

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    无机材料飞秒激光3D打印技术研究进展(特邀)

    侯郑为刘少峰林琳涵李正操...
    206-226页
    查看更多>>摘要：飞秒激光三维(3D)打印具有无掩模、高精度、高分辨率、真三维制造等特点，在复杂微纳3D结构制造上难以替代，基于双光子聚合打印技术，已经在微机电、微纳光电、微纳光子等复杂器件制备上展现出巨大的应用前景。随着共混掺杂技术及新型无机光敏材料的发展，高无机功能材料占比的飞秒激光3D打印为高性能器件制备提供了更多的可能性，极大拓展了微纳3D制造的应用能力。围绕近年来基于无机材料体系的飞秒激光3D打印方法，从无机组分工艺、激光打印能力、无机功能材料体系及应用等方面总结现有飞秒激光3D打印微纳器件应用、发展前景及面临的挑战，并展望飞秒激光打印无机3D微纳结构的新材料、新方法、新应用。

    激光技术飞秒激光3D打印纳米技术无机材料功能材料

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