国家科技重大专项(2010ZX04013-052)
- 作品数：12 被引量：61H指数：4
- 相关作者：王智勇葛廷武张雪霞董繁龙谭祺瑞更多>>
- 相关机构：北京工业大学成都三鼎日新激光科技有限公司中国电子科技集团第十一研究所更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：电子电信金属学及工艺理学机械工程更多>>
- 冷轧生产线硅钢激光辅助切割有限元模拟被引量：1
- 2014年
- 研究了激光加热辅助圆盘剪高速切割技术,以解决现有冷轧生产线硅钢切边技术存在的微裂纹、应力、毛刺和边浪等问题。建立了激光加热温度场有限元分析模型,根据生产线上圆盘剪加工的实际过程,探讨了数值模拟中热源的加载形式,研究了激光对板材进行辅助加热时各个工艺参数如激光功率、光斑尺寸以及激光入射角度对切割工艺的影响,并通过实验对工艺参数进行了优化。最后,进了验证实验。实验结果显示：当激光加热点运动至圆盘剪刃口位置时,温度为100℃左右,此时材料硬度降低到原有硬度的70%～80%,降低了切削力,减少了圆盘剪的磨损,可有效提高圆盘剪的寿命。
- 辛立军王智勇
- 关键词：硅钢有限元模拟
- 熔融侧面泵浦耦合器光纤夹角对耦合效率的影响被引量：4
- 2014年
- 泵浦耦合器是高功率光纤激光器的关键无源光器件,其制作工艺是采用泵浦光纤和主光纤侧面熔融的方法,该方法可以保持主光纤中信号光的低插入损耗,但泵浦光纤和主光纤之间的夹角对耦合效率影响较大。为解决这一问题,根据熔融侧面泵浦耦合器的结构特点,建立了物理模型,推导出各光纤中光功率与夹角关系的方程组,进行了数值仿真和实验论证,结果是随着泵浦光纤和主光纤之间夹角的减小,耦合效率会逐渐增大,但存在临界值,NA值小的泵浦光纤耦合效率高且临界角大,NA为0.22的泵浦光纤,夹角小于9.7°时耦合效率最大值为96.9%,NA为0.15的泵浦光纤,夹角小于11.5°时耦合效率最大值为97.8%。
- 谭祺瑞葛廷武王智勇
- 关键词：光纤激光器耦合器侧面泵浦
- 全光纤结构锁模脉冲光纤放大器被引量：1
- 2012年
- 随着光纤技术的不断发展,光纤激光器以其体积小、结构紧凑、高效率、光束质量好、高稳定性等优点逐渐受到重视。近些年,具有高峰值功率、高重复频率和高单脉冲能量的脉冲光纤激光器越来越成为研究和应用领域的热点。利用自行搭建的环形腔光纤激光器,获得了稳定的自启动锁模脉冲种子源,以掺Yb双包层光纤为增益介质,采用包层泵浦的方式和主振荡功率放大结构(MOPA),通过两级放大,使平均功率为70 mW的信号光得到25.2 dB的增益,获得了平均功率23.07 W,中心波长1 064 nm、重复频率41.3 MHz,脉冲宽度50 ps,单脉冲能量0.56μJ,峰值功率11.2 kW的锁模脉冲激光,光光转换效率为42.4%,实现了全光纤结构的锁模脉冲放大器。
- 于峰葛廷武代京京张文启王璞王智勇
- 关键词：全光纤结构主振荡功率放大器包层泵浦
- 300W侧面分布式抽运掺Yb全光纤放大器被引量：3
- 2015年
- 采用角度磨抛的方式,在纤芯/包层为20/400μm双包层掺Yb光纤上制作了侧面抽运耦合器.该耦合器对975 nm的半导体二极管抽运光的耦合效率最高可达97%,对1080 nm信号光的泄漏比小于2%.分析了侧面抽运耦合器的性能以及多个侧面抽运耦合器的级联分布对抽运耦合效率的影响;同时,在前向抽运和双向抽运方式下,分析了级联耦合器的分布及信号光泄漏比对激光器整体效率的影响,并进行了数值模拟.采用自行研制的侧面抽运耦合器,搭建了侧面耦合分布式抽运、掺Yb双包层全光纤主振荡功率放大器,获得了波长为1080 nm、功率为303 W的基模激光输出.进一步增加抽运点个数,提高抽运功率,可获得更高的输出功率.
- 董繁龙葛廷武张雪霞谭祺瑞王智勇
- 侧面级联耦合器对连续光纤激光器的影响被引量：2
- 2017年
- 为了研究侧面级联耦合器对光纤激光器的影响,对自主研制的(1+1)×1侧面泵浦耦合器,以及某商品化的(2+1)×1耦合器进行了研究.实验中分别测试了2种耦合器的耦合效率,泵浦光传输损耗,以及信号光泄露等参数,然后用2种结构的耦合器分别搭建了光纤激光器.在耦合器为(1+1)×1结构的激光器中,注入975 nm泵浦功率444 W时,1 080 nm激光功率输出344 W,光-光转换效率77%;在耦合器为(2+1)×1结构的光纤激光器中,当975 nm泵浦功率注入444 W时,1 080 nm激光功率输出260 W,激光器的光-光转换效率59%.对比2种结构的激光器可以看出:对于目前商用的(2+1)×1耦合器来说,由于传输损耗比较大,很难实现级联结构,而实验室自主研制的侧面耦合器能够实现5个级联.
- 张雪霞葛廷武丁星吴迪王智勇
- 关键词：侧面泵浦传输损耗光纤激光器高功率
- 选区激光熔化不同层厚镍的热特性与机械性能被引量：17
- 2016年
- 为解决商用选区激光熔化设备制作散热器生产效率低的问题并使之保持良好的散热特性与机械性能,采用纯Ni粉末进行不同层厚选区激光熔化成形获得了高效制作、性能良好的样品。从致密度、金相显微组织、热特性、机械性能等方面展开研究,一定范围内增加层厚能够提高成形效率并且保证成形样品的热特性与机械性能。超过激光可烧结的层厚阈值时,烧结轨迹为球化线。在可烧结层厚范围内,改变工艺参数能使成形体均接近完全致密。层厚由20μm增加至40μm,初始枝晶间距由305 nm增至639 nm。热导率由20μm时的99.28 W/K·m降低至40μm成形时的92.48 W/K·m。25℃~100℃时,40μm层厚成形体热膨胀系数由11.02×10^(-6)m/(m·℃)升至12.9×10^(-6)m/(m·℃),低于对应温度区间内20μm层厚成形体热膨胀系数由11.42×10^(-6)m/(m·℃)升至13.4×10^(-6)m/(m·℃)。20μm层厚与40μm层厚成形试样的拉伸强度均远高于国标锻压件。应用选区激光熔化技术成形散热器,采用40μm层厚成形的生产效率比20μm层厚成形提高34.6%。
- 闫岸如杨恬恬王燕灵马志红杜云王智勇
- 关键词：选区激光熔化生产效率热特性机械性能
- 1kW掺Yb全光纤放大器的散热处理被引量：2
- 2015年
- 基于主振荡功率放大(MOPA)结构,搭建了千瓦级掺Yb全光纤放大器。最大泵浦功率为1496 W的条件下,获得了1024 W波长1.08μm的基模连续激光输出,光-光转换效率68.5%,光束质量M2=1.24。对高功率连续光纤放大器中的热效应进行研究,并对于仅由于涂覆层的热损伤引起的功率极限给出了理论模拟。不同散热条件下,对掺Yb光纤横截面上径向的温度分布进行了模拟。通过对20/390μm无源光纤与20/400μm掺Yb光纤的熔接方式进行优化,解决了模拟结果与实验结果不一致的问题,并对该点的冷却进行了实验研究。最终,放大级泵浦光注入处熔接点表面最大温度不超过60℃。
- 董繁龙葛廷武张雪霞王智勇
- 关键词：光纤激光器全光纤结构光纤熔接
- 钨粉粒度和形状对选区激光熔化W-xCu成形与显微组织的影响被引量：6
- 2016年
- 为获得高精度、高致密度W-Cu复合材料零部件,试验选用了两种不同形状、粒度的W粉与同种Cu粉按照不同质量比混合进行选区激光熔化(SLM)。研究了试样的尺寸精度、表面形貌与显微组织。采用D_(50)=5μm、形状不规则W粉的W-Cu混合粉末,铺粉过程不均匀,烧结中飞溅严重,随着W的质量分数从60%增加至75%,成形试样高度方向收缩量从70μm增加至220μm,长度、宽度方向膨胀量分别从50μm增长至150μm、从70μm增长至150μm,成形试样表面从较多黏着物演变为球化明显,金相中存在气孔,W相发生团聚。采用D_(50)=20μm、形状规则W粉的W-Cu混合粉末,铺粉过程均匀,烧结中无明显飞溅,随着W的质量分数从60%增加至75%,成形试样高度方向收缩量从20μm增加至60μm,宽度、长度方向膨胀量从20μm增长至50μm,成形试样表面从平整向熔道断续发展,W相发生颗粒重排。D_(50)=20μm、形状规则的W粉更适宜选区激光熔化制作W-Cu复合材料。
- 闫岸如杨恬恬王燕灵马志红杜云王智勇
- 关键词：激光光学选区激光熔化粒度尺寸精度表面形貌显微组织
- 光纤弯曲对掺镱光纤激光器光束质量的影响被引量：5
- 2014年
- 通过改变F-P腔全光纤激光器中的光纤盘绕半径,对输出激光光束质量进行了研究。搭建了百瓦级全光纤激光器。最大泵浦功率为436 W的条件下,获得了300 W波长1 080 nm的激光输出。光束质量M2=1.13。光-光转换效率为69%。理论分析并计算了20/400μm大模场面积双包层光纤中的两种导波模式LP01模和LP11模沿光纤径向的功率分布和弯曲损耗;利用光纤弯曲选模方法,实验上探究了光纤弯曲半径对输出激光模式及光束质量的影响。实验发现,通过光纤弯曲方式可以有效地消除高阶模式,再经过包层光剥除可以获得更好的光束质量M2=1.06。
- 董繁龙赵方舟葛廷武王智勇
- 关键词：光纤激光器全光纤结构光束质量弯曲损耗
- 掺镱全光纤激光器研究被引量：2
- 2015年
- 依据速率方程和边界条件,对高功率多点抽运全光纤激光器进行了研究.通过自制的级联侧面泵浦耦合器搭建全光纤激光器,级联耦合器的单点泵浦效率为96%,泵浦传输损耗为10%,信号光损耗分别是0.18dB和0.87dB;线性谐振腔结构中:前向抽运的光-光转换效率为69%,低于后向抽运中70%的光-光转换效率,与理论分析一致;双向泵浦方式中,在单臂输入975nm泵浦功率为110 W的条件下,激光功率输出为311 W,中心波长为1 080nm,光谱宽度为1.6nm,光-光转换效率为70%,光束质量约为1.3.激光器性能稳定,若增加单臂泵浦功率或级联泵浦耦合器个数,可获得更高功率的激光输出.
- 张雪霞葛廷武谭祺瑞刘琛辰王智勇
- 关键词：激光器全光纤激光器双向抽运双包层光纤高功率输出
