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脉冲与连续波发射模式的互补使用以稳定激光粉末床熔融中的熔池几何形状
摘要： 激光粉末床熔融（LPBF）工艺中最常见的缺陷——孔隙、几何误差、表面粗糙度及热变形，主要与工艺能量输入相关。常规做法是采用单一组工艺参数制造整个部件，而不考虑给定层内实际扫描路径的尺寸差异。然而熔池稳定性高度依赖于扫描几何特征。维持稳定熔池的可行策略是混合使用脉冲波（PW）和连续波（CW）发射模式。本研究据此探究了在固定能量密度下，分别对大截面和薄截面互补采用连续发射与调制发射的方法。该方案在AISI 316L不锈钢上进行了测试，并通过专用的同轴监测系统进行熔池观测。研究提取了熔池强度与几何特性的时间分辨测量数据，以及熔池区域的三维空间分布图谱。结果表明：在过渡至薄截面的衔接区域采用CW向PW模式的转换，能有效维持恒定的熔池尺寸，从而避免热量积聚及制件从粉床中溢出。
关键词： 选择性激光熔化，不锈钢，熔池监测，连续波发射，脉冲波发射
更新于2025-11-14 15:24:45
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亚太瓦超短激光脉冲产生伽马辐射：预等离子体与脉冲持续时间的优化
摘要： 我们报道了一项关于电子在亚太瓦激光脉冲（强度约3×10^18 W/cm2，脉宽50飞秒）与等离子体相互作用下加速的实验与数值研究。通过额外施加脉宽8纳秒、强度约2×10^12 W/cm2的激光脉冲，在钼靶表面形成预等离子体层。研究表明：当纳秒脉冲超前飞秒脉冲15-25纳秒时，若保持能量恒定（相应降低强度至1700飞秒脉宽），轫致辐射γ射线产额会提升超过一个数量级。等离子体的干涉测量数据及光学/γ射线诊断结果表明，此类激光脉冲场中振荡电子对原子的碰撞电离，在电子密度分布形成过程中起关键作用。尽管存在纳秒脉冲影响，仍确定了该效应对放大自发辐射水平的敏感性。数值模拟显示，在大脉宽条件下，电子加速源于激光辐射受激拉曼散射过程中激发等离子体波的断裂效应。
关键词： 预等离子体、亚相对论强度、放大自发辐射、激光等离子体、对比度、电子加速、碰撞电离
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有在线自适应三维焊缝跟踪和功率控制的远程激光焊接系统
摘要： 远程激光焊接缩短了加工时间，但在小批量和用户定制制造领域存在局限——该领域的产品个性化需求要求系统具备灵活性与适应性，并配备简化的夹具装置。此外，焊接过程中的热变形会导致工件几何形状不精确。为此，我们研发了一套创新系统，可实现在线自适应三维焊缝跟踪与激光功率控制。该系统由工业机器人、带光学三角测量反馈的扫描头及光纤激光器组成，能实现更简短的焊接轨迹示教流程，激光焦点定位精度达0.06毫米以下，并确保稳定的部分熔透焊接工艺。
关键词： 自适应远程激光焊接、三角测量反馈、三维激光束定位、简易示教、激光功率控制
更新于2025-09-12 10:27:22
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多色可见光通信的光学滤波器设计
摘要： 在可见光通信（VLC）中，采用多色光是提升数据速率的有效方法，由此产生了多色可见光通信（MC-VLC）。然而不同颜色光的光谱重叠会影响MC-VLC的性能。作为MC-VLC系统的关键组件，薄膜光学滤波器通常用于分离不同颜色的光。光学滤波器的通带带宽（BW）和中心波长（CWL）对缓解颜色间串扰至关重要，因此必须精心设计。此外，由于中心波长会随入射角（AoI）变化产生固有偏移，这使得支持MC-VLC的移动性面临挑战。本文通过合理选择各滤波器的带宽和中心波长，研究MC-VLC多光学滤波器的联合设计方案。我们首先分析固定接收位置的滤波器设计，随后为支持移动性提出两种鲁棒滤波器设计方案——统计鲁棒设计和最坏情况鲁棒设计，这两种方案均不依赖精确的接收位置信息。我们开发了高效算法求解相应设计问题并获得优化滤波器。与现有滤波器相比，所提出的滤波器在各种场景下都展现出更优异的性能。
关键词： 鲁棒设计、光学滤波器、光谱偏移、迁移率、多色LED、可见光通信、光谱重叠
更新于2025-09-09 09:28:46