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利用飞秒激光扩大微腔以调控微腔内联马赫-曾德尔干涉仪的特性
摘要： 本工作对微腔内联马赫-曾德尔干涉仪(μIMZI)的光谱响应和折射率(RI)灵敏度微调进行了理论分析与实验验证。采用飞秒激光微加工技术在标准单模光纤中制备出直径为60微米的圆形微腔μIMZI，随后通过飞秒激光后处理工艺，在初始微腔中心偏移15微米或30微米处加工了相同直径的附加微腔，并研究了不同深度的附加结构。微腔扩大可定制光谱响应——在不引入额外损耗和光谱畸变的情况下，使干涉图样偏移超过200纳米。作为附加效应，无论扩展尺寸如何，扩大后的μIMZI灵敏度均提升32%。
关键词： 光纤传感器、激光材料加工、干涉测量、微腔、微结构制造
更新于2025-11-28 14:23:57
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利用双激光微加工提高材料去除效率
摘要： 与文献报道的激光烧蚀工艺相比，采用连续波熔化激光与纳秒喷射激光相结合的方式可使材料去除效率提升2至8倍。复合激光所需能量降低主要源于对熔化过程中辐照时间的优化——该阶段消耗了总能耗的主要部分。本研究所用激光器在9毫秒熔化时间下获得了最高熔化效率的最优作用时长，该数值与一维加热模型推导结果进行了对比。通过展示纯熔化冶金图像及引入喷射脉冲后高效熔化状态下形成的孔洞，为熔体喷射现象提供了实证依据。结果表明约90%的熔池被喷射排出，且孔洞周边仅有少量材料再沉积。
关键词： 束流-物质相互作用，短脉冲激光，激光材料加工，激光熔化
更新于2025-09-23 15:21:01
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含二硫化钨纳米管的聚对苯二甲酸三亚甲基酯薄膜的激光诱导周期性表面结构化
摘要： 我们报道了采用紫外飞秒激光脉冲（波长λ=265 nm）在聚对苯二甲酸三亚甲基酯（PTT）及其与二硫化钨无机纳米管复合薄膜（PTT-WS?）中诱导形成激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的研究。通过原子力显微镜测量样品形貌，采用座滴法测定表面能和接触角变化，利用峰值力定量纳米力学成像技术分析杨氏模量与粘附力的改变，系统表征了诱导LIPSS所需的能量密度范围和脉冲次数。研究发现：在较窄的能量密度与脉冲次数范围内，LIPSS会沿激光偏振方向形成，其周期接近激光波长；由于PTT-WS?具有更高结晶度和热扩散率，其所需能量密度略高于纯PTT。虽然样品总表面能变化微小，但负极性分量（γ?）显著增加。此外，LIPSS形成后样品杨氏模量仅有小幅波动，而粘附力降低至原值的四分之一。这种粘附力下降及γ?升高的现象，源于辐照过程中表面化学性质（特别是轻微氧化）的改变。
关键词： 纳米复合材料、超短脉冲、激光材料加工、纳米结构、激光诱导周期表面结构（LIPSS）
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光材料加工与合成的最新进展
摘要： 如今，高功率激光器已成为焊接、切割、雕刻或钻孔等众多材料加工领域不可或缺的工具。没有它们，许多工业生产流程将无法实现。在工业4.0时代，随着智能生产系统与先进信息技术的融合，激光辅助材料加工与合成技术将愈发重要。凭借高产能、卓越精度与效率，以及加工产品的高品质，激光技术正逐步成为未来最重要的加工制造途径之一。通过调节波长或脉冲持续时间等激光参数，可处理包括金属、聚合物、陶瓷及其复合材料在内的多种材料类型。加工所需能量可在局部区域精准供给，对周边部件的热传递几乎可以忽略。得益于这些独特特性，激光作为材料加工工具的新应用不断涌现，增材制造、表面结构化、材料沉积及纳米粒子合成等新兴领域正拓展着激光的应用疆界。
关键词： 纳米粒子合成、激光材料加工、激光合成、增材制造、高功率激光器
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于响应面法与满意度函数法的高功率二极管激光表面硬化AISI 410不锈钢多目标优化
摘要： 本研究采用基于响应面法(RSM)的高功率二极管激光器对AISI 410钢进行激光表面淬火。以激光功率、扫描速度和焦平面位置作为输入工艺变量，以硬化区几何尺寸（即硬度深度与宽度）、最大硬度、基体材料深度方向的显微硬度偏差(MHD)以及微观组织中的铁素体相百分比作为工艺输出结果。通过统计分析研究了输入参数对响应变化的影响。结果表明：采用满意度函数法，通过提高激光功率并降低其他参数可获得具有显著渗透深度的高表面硬度及最低铁素体含量。实验测试验证了优化结果的可靠性。在最优工艺条件下，本研究获得的最大硬度为670维氏硬度，最大硬化深度2.2毫米，最小铁素体含量0.45%。
关键词： 激光表面硬化、高功率二极管激光器、实验设计、激光材料加工、优化
更新于2025-09-19 17:13:59
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金属聚合物连接：激光诱导表面扩大增强接头强度
摘要： 由金属和聚合物组成的混合材料发展趋势，主要受减重和功能提升等需求驱动?？⑿滦突旌喜牧系墓丶谟诹蛹际醯慕健Ｄ壳敖鹗粲刖酆衔锍２捎媒赫臣亮?，但该技术存在工艺周期长、材料成分变化时鲁棒性差、几乎无法回收等重大缺陷（环保要求正日益凸显）。热熔直连金属与热塑性聚合物的连接方法颇具前景，因其具有快速循环、工艺稳定且无需使用热固性胶粘剂的优势。直接连接需在热压合前对金属连接面进行表面处理以实现足够高的接触强度。研究表明，金属表面的激光诱导形貌能显著提升接头接触强度?；诩す饨峁够鹗羯杓平油肥?，需深入理解界面相互作用机制。 本文重点研究表面增大对连接强度的影响。通过激光预处理在金属连接面生成特定表面增大结构，随后将这些预处理金属件与热塑性聚合物通过注塑成型连接。采用单搭接剪切试验测试接头强度。关键发现：在测试参数范围内，接触强度随表面积增加近乎线性提升，而结构几何参数影响甚微。这可为未来无胶混合材料连接技术提供设计依据。
关键词： 混合连接、激光材料加工、金属-聚合物连接、微结构化、金属-聚合物接头、轻量化、粘附性、模内组装
更新于2025-09-16 10:30:52
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集成光子学中飞秒激光烧蚀光学薄膜的现象学研究
摘要： 在这项工作中，我们提出了一种通过飞秒激光烧蚀在PLZT薄膜上制备脊形光波导的可靠方法。为获得保证良好光学性能的平滑导光结构，我们研究了不同飞秒激光加工运动条件下烧蚀阈值的特性，并探索了多种能量密度下的不同烧蚀模式。此外，我们通过单次和多次扫描对波导进行散射损耗模态分析，表征了脊形波导的形貌和粗糙度。本文提出了一种创新的现象学模型，用于描述侧壁粗糙度与工艺参数的关系。采用这种方法，可以将平滑导光结构的制造方法通过飞秒微加工扩展到多种光学薄膜，从而制备适用于不同技术应用的集成光子器件。
关键词： 薄膜、集成光子学、激光材料加工、光波导、飞秒激光烧蚀
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过纳秒脉冲激光合成胶体铝纳米颗粒及外电场与激光能量密度对烧蚀速率的影响
摘要： 本文采用室温下乙醇中的Q开关Nd:YAG激光器（1064 nm，~10 ns，10 Hz）诱导铝的烧蚀以制备胶体纳米颗粒。通过两种不同实验方案（即电场平行和垂直于激光传播路径）研究了烧蚀速率对外加电场特性和激光能量密度的依赖性。结果表明：在恒定激光能量密度下，无论何种方案，电场的存在都会提高烧蚀速率；但坑洞特征强烈依赖于电场方向。研究还发现，在恒定电场条件下，两种方案中激光能量密度增加时烧蚀速率均会上升。据此可得出结论：施加电场和提高激光脉冲能量均可增强烧蚀速率。
关键词： 烧蚀速率、激光材料加工、激光烧蚀效率、电场、乙醇相互作用环境
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用激光辐照对彩色印刷玻璃进行回火处理的新工艺
摘要： 采用多种印刷技术的彩色玻璃制品在工业中日益重要。其目标是在极短的交货期内实现个性化解决方案。传统烤箱烧制玻璃的热处理工艺在实现钢化彩印时存在耗时长、能耗高和制造成本高的主要问题，这需要开发替代工艺。本文提出采用激光工艺来解决传统处理方式的弊端，并展示了最新钢化彩色玻璃的处理成果。通过扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了分析，实验应用了两种不同的激光系统，并采用黑色浆料在玻璃上进行印刷。
关键词： 扫描电子显微镜（SEM）、玻璃、印刷技术、激光材料加工、颜料浆料、表面处理
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用高功率绿光波长圆盘激光器进行铜的激光焊接
摘要： 可再生能源和电动化趋势推动了对铜的需求增长。激光焊接作为一种灵活且完全可自动化的工艺，正越来越多地被用于铜材料的连接。与红外激光辐射相比，采用绿光激光辐射的优势在于其对铜材料具有显著更高的吸收系数。因此，发射绿光波长的高功率激光源有望实现更稳定、更高效的焊接工艺。本文展示了采用最大功率1千瓦的绿光连续波激光辐射进行的实验研究。通过实验设计方法，确定了基于激光功率和焊接速度的工艺极限。此外，还研究了该激光源用于热传导焊接的潜力。
关键词： 绿色波长，激光材料加工，热传导焊接，工艺极限，铜
更新于2025-09-12 10:27:22