超高功率超短脉冲发展的现状及相关科学问题

超高功率超短脉冲激光系统在其聚焦焦点附近可以实现高达1022-24 W/cm2的峰值功率输出,为强场物理实验研究,以及实验室内模拟极端环境下的天体物理条件提供了直接的实现方案.自从国际上首次提出了建造EW激光的概念,即输出总功率达到1018 W的大型激光系统后,国际上很多国家都在设计和建造大规模的超高功率超短脉冲激光系统.本文简要介绍了国际上这种规模激光系统的发展状况,并结合国内超高功率高能超短脉冲激光的发展,对超高功率超短脉冲激光系统发展中相关技术问题进行阐述.     

Microstructure,mechanical properties and wear resistance of an Al–Mg–Si alloy produced by equal channel angular pressing

Microstructure, mechanical properties and wear resistance in an ultrafine-grained Al–Mg–Si alloy fabricated utilizing a combination of equal channel angular pressing (ECAP) and dynamic aging were investigated in this paper. The results indicated that the grain size of the ECAP alloy was significantly refined, i.e., to ~239 nm after three ECAP passes. Meanwhile, the yield and tensile strength of the ECAPed material reached 340 MPa and 445 MPa, respectively, while maintaining a significant uniform elongation of 14%. Wear resistance results demonstrated that the wear rate, wear depth and width of the ECAPed material decreased in comparison with the solution-treated (SST) and peak-aged (T6) conditions under a load range of 5–25 N. The adhesive wear that occurs in the undeformed specimens at 10 N does not appear in the ECAPed specimen at the same load, indicating that the ECAPed specimen delay the appearance of more serious wear mechanisms under certain loads. The cooperative interaction of high density nano-scale β" precipitates and dislocations resulted in a combination of super-high strength and good work hardening ability which suppressed the extension of cracks between the friction layer and the plastic deformation zone. As a consequence, the combination of ECAP and dynamic aging brings a significant improvement for antifriction performance of the 6061 aluminum alloy.     

激光快速成型TC4合金显微组织及力学性能

采用金相显微镜、扫描电镜、电子拉伸机等，研究了激光快速成型TC4合金沉积态在平行沉积方向和垂直沉积方向的组织和力学性能.结果表明:激光快速成型TC4合金沉积态宏观组织沿沉积方向生长的粗大β柱状晶呈明暗相间的条带状结构，具备典型的魏氏组织特征;垂直沉积方向的强度比平行沉积方向的强度高，但塑性低;合金断口为韧窝状断口，垂直沉积方向的断口韧窝尺寸比平行沉积方向的小.     

激光冲击强化对Ti2AlNb合金微观组织及残余应力的影响

Ti2AlNb(O-Ti2AlNb)具有优异的力学性能,在航空发动机方面有远大应用前景.激光冲击强化(Laser Shock Peening,LSP)是一种先进的表面改性技术,能够在材料表面诱导产生高幅值、大深度的残余压应力,改善材料微观组织,提高材料抗疲劳、高温氧化等性能.本文采用激光冲击强化对Ti2AlNb合金进行表面改性,并研究其组织演变、残余应力以及高温环境对性能的影响.结果表明:激光冲击强化能够显著减小Ti2AlNb合金近表面的晶粒尺寸.显微硬度由冲击前的350 HV提升到395 HV;在冲击区域近表面产生了约-377 MPa的残余压应力;而在高温环境中,由激光冲击强化所诱导的材料近表面残余应力随时间逐渐释放,在600℃条件下,残余应力释放较为缓慢;而在720℃条件下,残余应力迅速释放.     

扫描探针检测交变力场

设计了一个可检测交变力场的扫描探针系统，针尖受到与样品间的交变电场力或磁场力的作用而振动，针尖振动由一超外差激光干涉仪检测。从而确定作用力的大小，该文分析了系统的灵敏度，测量了针尖与样品间的交变电场力随两者间距的变化曲线，对周期性分布的电场进行了一维扫描检测，并进行了金属薄膜厚度的测量。该文还利用磁性探针进行了交变磁场力的检测，系统的电磁力检测灵敏度为１０＾－１１Ｎ。     

检测陀螺仪转子安装精度的一种新方法

陀螺仪转子的安装精度对其运行的稳定性和精确性有很大的影响。由于要求的安装误差很好，因此，对其误差的测量要求准则。其测量误差应经安装误差小1／10以及上，一般的检测方法很难达到要求，为此介绍了一种新型的光电检测方法，该方法利用狭缝的光学傅立叶变换提取陀螺仪转子的误差信息，采用计算机进行信息处理，从而完成陀螺仪转子的自动检测和分类，该方法也可用于其他一些精密年的自动检测处理。     

激光光束质量的评价方法

激光光束质量是一个很有现实意义的论题，对不同应用的激光光束其质量的评价标准一般不同。给出了几种有代表性的激光光束质量的评价方法，并分别对各种评价标准的合理性与适用性进行了详细的分析；研究了实际应用中对激光光束质量的一些要求和相关的评价参数。     

合金铸铁激光处理的探讨——Ⅱ.激光辐照工艺参数的控制

用热传导方程控制激光辐照温度,建立了一种新回归方程以控制激光辐照硬化深度,选用卡尔丹公式列热传导方程及同归方程联立求解,可得到同时满足一定的硬化深度及表面最高温度双重要求的工艺参数,此种方法可作为激光硬化处理工艺参数的控制或预报,对本合金铸铁的激光硬化处理,其表面温度的下限应大于其熔点温度,即以表面产生微熔的快速冷凝处理为宜,并以选取低功率慢扫描为最佳。     

双脉冲TEA CO_2激光器电路参数的选择

分析了电路参数及电路结构对双脉冲TEA CO_2激光器输出稳定性的影响,并提出合理选择电路参数与结构的原则。实验结果,证实了分析的正确性。