基于光敏材料的干涉濾光片激光跳頻技術(shù)研究

本項目提出了一種將光敏材料引入至光學薄膜干涉濾光片，通過激光照射使器件光學性能跳頻的思想。這一技術(shù)一方面使得干涉濾光片具有激光修正這一嶄新而誘人的性能，另一方面可以制作任意輪廓的空間分布濾波器以及全新的光致限幅器件。項目計劃理論上分析光敏層中的電場強度分布及其引起的折射率變化對濾光片光學性能的影響；建立任意輪廓的空間濾光片所對應的光敏層折射率分布模型。實驗上探索制備較大折射率變化且性能穩(wěn)定的光敏薄膜的最佳工藝條件，研究光強值/照射時間與折射率變化之間的精確關(guān)系。在此基礎(chǔ)上通過激光修正實現(xiàn)光學性能超均勻樣品的制作；結(jié)合激光掃描制備切趾濾光片樣品；應用硫?qū)倩顰s2S3的光敏特性制作光致限幅器件。這可以大幅度提高高性能濾光片的生產(chǎn)成品率，克服傳統(tǒng)光學薄膜技術(shù)在新應用領(lǐng)域的困難，因而具有重要的應用前景。 2100433B

高靈敏度的地球自轉(zhuǎn)角速度測量在慣性導航、衛(wèi)星定位、地球物理和基礎(chǔ)物理等許多領(lǐng)域有著重要的作用。本項目意在通過對大型被動激光陀螺儀的研究，將地球自轉(zhuǎn)的測量推進到新的靈敏度范圍，發(fā)揮它在基礎(chǔ)物理前沿和國家重大戰(zhàn)略需求中的重要作用。本項目研究基于超穩(wěn)激光的大型被動激光陀螺儀，其尺度穩(wěn)定性由超穩(wěn)激光控制。超穩(wěn)激光的短穩(wěn)鎖定到一個超穩(wěn)腔上，長穩(wěn)鎖定到由氫鐘參考的飛秒光纖光梳上。通過計算表明，設(shè)計的大型被動激光陀螺儀可用于開展廣義相對論的驗證、萬有引力常數(shù)G是否隨時間變化等基礎(chǔ)物理實驗。我們計劃搭建一個周長4 m，面積1 m^2的大型被動激光陀螺儀H-ring作為驗證方案可行性的原理樣機，靈敏度目標為5*10^(-10) rad/s/√Hz。

一種基于激光跟蹤的焊接系統(tǒng)專利目的

《一種基于激光跟蹤的焊接系統(tǒng)》的目的在于提供一種基于激光跟蹤的焊接系統(tǒng)，利用激光焊縫跟蹤技術(shù)應用在焊接設(shè)備上，確保更高的焊縫質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率。

一種基于激光跟蹤的焊接系統(tǒng)技術(shù)方案

《一種基于激光跟蹤的焊接系統(tǒng)》包括可進行行走及焊接的焊接小車和焊縫跟蹤單元；焊縫跟蹤單元，包括激光傳感器頭和激光控制箱，可檢測及識別待焊接工件的焊縫并提供焊縫的檢測參數(shù)值；激光傳感器頭包括激光傳感器和攝像機，可攝取含有激光標記的圖像檢測信號，提前地識別焊縫延伸的方向和偏差量以及焊縫的高度；激光控制箱可接收激光傳感器頭的圖像檢測信號，根據(jù)圖像檢測信號計算當前待焊接點的檢測參數(shù)值，檢測參數(shù)值包括焊縫在焊接小車行走方向上的左右偏差量以及焊縫的高度偏差量；焊接小車內(nèi)置有焊接調(diào)整單元，以根據(jù)焊縫跟蹤單元的檢測參數(shù)值調(diào)整當前待焊接點處的焊接位置及焊槍高度；焊接調(diào)整單元包括小車控制器、焊接電源及焊槍，焊槍可根據(jù)小車控制器的指令調(diào)整擺動中心以及調(diào)整高度；小車控制器接收當前待焊接點處的檢測參數(shù)值，并讀取焊槍當前擺動中心位置量，將焊縫的左右偏差量與焊槍當前擺動中心位置量進行比對計算，得到左右偏移調(diào)整值，進而輸出執(zhí)行擺動中心調(diào)整指令，實現(xiàn)焊槍在當前待焊接點處的焊接位置調(diào)整；小車控制器將當前待焊接點處的焊縫高度偏差量與焊槍實時高度位置變量比對計算，得到高度偏移調(diào)整值，進而輸出執(zhí)行高度調(diào)整指令，實現(xiàn)焊槍在當前待焊接點處的焊槍高度調(diào)整。

其中，焊接小車上設(shè)置有十字滑臺，十字滑臺上設(shè)置有焊槍和激光傳感器頭，激光傳感器頭位于焊槍的前方位置。

作為一選項，焊接調(diào)整單元的焊接位置調(diào)整過程的內(nèi)容如下：

初始化焊接位置的參數(shù)變量，參數(shù)變量包括焊縫的左右偏差量、焊槍擺動中心位置量、擺動中心調(diào)整量、擺動電機螺距及擺動電機齒輪比； 讀取當前焊槍的擺動中心位置，存入擺動中心位置量； 接收焊縫的左右偏差量； 判斷左右調(diào)整方向：定義在行走方向上當前待焊接點處于左邊時左右偏差量為負，在行走方向上當前待焊接點處于右邊時左右偏差量為正；分析左右偏差量，若左右偏差量為正則向右邊偏移，若左右偏差量為負則向左邊偏移； 根據(jù)參數(shù)變量計算擺動中心調(diào)整量； 控制擺動中心作出調(diào)整。 作為一選項，焊槍高度調(diào)整過程的內(nèi)容如下： 初始化高度位置各個參數(shù)變量，包括高度偏差量、高度調(diào)整量、高度電機螺距、高度電機齒輪比及高度位置變量； 實時讀取當前焊槍的高度位置，存入高度位置變量； 讀取焊槍的高度偏差量； 判斷高度調(diào)整方向，其中，高度偏差量具有正負數(shù)，定義在高度方向上當前待焊接點高度比預設(shè)高度低時高度偏差量為正數(shù)，反之則為負數(shù)； 根據(jù)參數(shù)變量計算高度調(diào)整量； 執(zhí)行高度位置調(diào)整。

一種基于激光跟蹤的焊接系統(tǒng)改善效果

《一種基于激光跟蹤的焊接系統(tǒng)》根據(jù)跟蹤單元的實時提前監(jiān)控，實時計算，得出焊槍的高度和水平兩個方向的偏差量，焊接小車做出相應的調(diào)整，達到焊槍始終保持在焊縫的中心和適當?shù)纳舷挛恢茫瑢崿F(xiàn)基于激光跟蹤的焊接應用。

超長結(jié)構(gòu)喇曼光纖激光器與常規(guī)喇曼光纖激光器相比，腔長增加幾個數(shù)量級，具有獨特的運轉(zhuǎn)機制和工作特性，特別是可以依靠隨機分布反饋形成激光振蕩，是以前從未研究過的，而對這種新物理機制的研究將導致多種新型應用技術(shù)的產(chǎn)生，例如光信號長距離無損耗傳輸和光纖型隨機激光器。因此我們重點針對輸出模式無序演化、隨機分布反饋致激光激射等新效應提出超長喇曼光纖激光器理論與技術(shù)的研究，擬采用雙光柵、隨機分布反饋結(jié)構(gòu)，并首次提出級聯(lián)、環(huán)形腔等新結(jié)構(gòu)來構(gòu)建激光器，研究泵浦光和反饋光柵對輸出激光的影響、瑞利散射所起的作用、超長腔內(nèi)激光振蕩的形成過程、非線性效應對模式演化的影響等問題，著重發(fā)現(xiàn)超長喇曼光纖激光器具有的新現(xiàn)象、新機制及其在信號傳輸、超連續(xù)譜產(chǎn)生、多波長激射等方面的應用價值。研究內(nèi)容涉及激光物理、非線性科學、無序系統(tǒng)理論、紊流理論等領(lǐng)域的研究范疇，具有豐富的物理內(nèi)涵，將開辟一個與諸多學科密切結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。