【摘 要】
:
准连续光纤激光器在高端钻孔,焊接和清洗等领域有着重要应用。激光脉冲的时域特性直接影响着光纤激光器的性能从而影响激光加工质量,因此对准连续激光器脉冲时域特性的研究十分重要,而针对这一问题的研究相对较少。本文自主搭建了一台高功率准连续光纤激光器,并从电流和激光两个方面研究了提高激光器脉冲稳定性的方法,在研究中发现激光器的驱动电流和激光脉冲产生了过冲和驰豫振荡等现象,基于仿真结果分析了该现象产生的原因并
【基金项目】
:
南京理工大学泰兴智能制造研究院有限公司委托的“高功率准连续光纤激光器研发”项目;
论文部分内容阅读
准连续光纤激光器在高端钻孔,焊接和清洗等领域有着重要应用。激光脉冲的时域特性直接影响着光纤激光器的性能从而影响激光加工质量,因此对准连续激光器脉冲时域特性的研究十分重要,而针对这一问题的研究相对较少。本文自主搭建了一台高功率准连续光纤激光器,并从电流和激光两个方面研究了提高激光器脉冲稳定性的方法,在研究中发现激光器的驱动电流和激光脉冲产生了过冲和驰豫振荡等现象,基于仿真结果分析了该现象产生的原因并进行了实验验证。通过合理延长电流上升沿时间和增大偏置电流的方法,最终在搭建的高功率准连续光纤激光器中成功得到了稳定的脉冲输出。本文的主要研究内容如下:设计并搭建了一台高功率准连续光纤激光器,激光器采用915 nm双端泵浦结构,最终光光转化效率达到70.8%、在10 ms脉宽、10 Hz重复频率和10%占空比的调制模式下输出平均功率可达75 W,并使用该激光器进行了工业加工测试。根据恒流理论,设计搭建了基于场效应管的激光器恒流驱动电源。基于电路仿真分析和实验结果,调节开关电源的电压和脉冲电流上升沿的时间,解决了电源输出电流上升沿的过冲和驰豫振荡现象,实现了波形平滑的稳定脉冲电流输出。对搭建的准连续光纤激光器输出激光脉冲的上升沿过冲现象进行了实验研究,讨论了过冲参数与电流设置的关系并对过冲产生机理进行了分析。基于谐振腔速率方程与边界条件建立了准连续光纤激光器的谐振腔仿真模型,结合实验与仿真结果,通过提升偏置电流的方法成功抑制了激光上升沿的过冲现象。
其他文献
引信系统和卫星导航系统的发展也带动了终端天线的发展。在引信系统中,天线需要能够在较大范围内探测、识别目标以便准确获取目标信息。宽波束天线具有较宽的波束覆盖范围,能够较好地应用于引信系统;卫星导航系统中,宽波束圆极化天线可以获取广泛且准确的信息,从而提高通信质量。本文旨在研究以下四种宽波束天线:工作在10 GHz的宽波束开口波导天线,工作在8.1 GHz的宽波束波导缝隙天线,工作在8.1GHz的宽波
相位解包算法是干涉测量中的关键技术,目前被广泛应用于光干涉测量、合成孔径雷达、反射测量等领域。当前对相位解包算法的研究众多,各类算法在不同噪声条件下有不同的性能表现,因而具有不同的适应能力。一般地讲,整体性能较好的算法具有较高的实现复杂度和成本,会成为实时干涉系统中的带宽瓶颈。本论文研究了一种基于无迹卡尔曼滤波器的相位解包算法,重点研究了基于现场可编程门阵列(Field Programmable
与可见光、红外相比,毫米波受天气条件制约小,探测目标精度高,穿透性强,具有全天时全天候的工作能力,因此在检测、识别、侦查、跟踪等方面均有广泛的关注。不同目标的毫米波辐射特性存在明显差异,研究典型地物背景和金属的辐射特性具有较大的应用前景。在隐蔽探测方面,毫米波被动探测系统由于其隐蔽性好,相对体积小成本低,具有独特的优势,未来在军事隐藏与探测、特殊情况下的隐蔽探测或监控等方面也有较大的应用潜力,不同
平直度是表征钢板表面与绝对水平之间差别大小的指标,用以反映出钢板的翘曲程度。准确地获取钢板的平直度信息,并实时反馈给钢板板形控制系统,对高质量钢板的生产具有重要意义。本文采用基于激光三角法的三点测量技术方案,以XC7A35T FPGA为主控制和处理芯片,对钢板平直度测量系统展开研究。论文首先对钢板平直度测量的国内外研究现状,以及对激光三角法、激光莫尔条纹法和激光截光法等3种典型的平直度测量方法进行
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术因其具有频谱利用率高、抗干扰能力强和抗多径效应强等优点而成为无线通信领域的研究热点。但是OFDM信号也存在峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)较高的问题,本文正是围绕着如何降低OFDM信号峰均比问题展开研究。首先,详细介绍了OFDM技术的理论基
T/R组件在相控阵雷达中占据重要地位,决定了相控阵雷达中多种功能的实现和各项指标。本文从T/R组件的关键技术着手,在混合微波多层板技术和多芯片组装技术(MCM)的基础上,利用微波单片集成电路(MMIC)进行电路设计,完成Ku波段16通路小型化相控阵T/R组件的设计。主要研究内容如下:首先,本文对应用于小型化相控阵T/R组件的国内外发展动态展开调研,并且介绍了传输线理论、多层板技术、工艺实现的方式,
亚波长以及纳米级别的超小型化激光器研究对于生物医学领域的探测及成像有许多潜在应用,超小型化激光器也是激光技术及光子集成电路的重要课题,对于未来通信技术发展具有基础作用。本文在前人设计的金属半导体激光器基础上,对谐振腔结构进行全新设计,提出双凹型谐振腔激光器的设计思路,包括具有高斯光束形状的谐振腔结构,以及具有侧壁独立可调的双凹型谐振腔结构。高斯型谐振腔具有圆柱形反射端面和高斯光束波前分布形状弯曲侧
四相位正交耦合器作为一种可以将入射信号等幅均分为四路正交信号的新型无源器件,对实现天线的极化具有极为重要的意义。5G商业化布局从非独立组网(NSA)与独立组网(SA)共存到完全独立组网(SA)的发展,对于空间信号抗干扰能力和选择性提出了更高的要求,因此多相位正交耦合器的研究在满足信号隔离性的同时又可减少天线的数量。LTCC技术凭借其独有的多层三维结构、短周期设计和内埋无源器件的特点,越来越广泛地应
近年来无线通信设备逐渐小型化、复杂化,为了实现更大的工作带宽,设备的传输功率不断增大。大功率运行期间的固体和气体介质的击穿对电子设备都是有害的,一旦发生击穿,极有可能导致电子器件的损毁。因此,使用数值方法来模拟高功率微波作用下的击穿问题,具有十分重要的现实意义。论文选用时域谱元法(Spectral Element Time-Domain,简称SETD)作为仿真使用的数值方法。此方法作为时域有限元(