基于光敏材料的干涉滤光片激光跳频技术研究

本项目提出了一种将光敏材料引入至光学薄膜干涉滤光片，通过激光照射使器件光学性能跳频的思想。这一技术一方面使得干涉滤光片具有激光修正这一崭新而诱人的性能，另一方面可以制作任意轮廓的空间分布滤波器以及全新的光致限幅器件。项目计划理论上分析光敏层中的电场强度分布及其引起的折射率变化对滤光片光学性能的影响；建立任意轮廓的空间滤光片所对应的光敏层折射率分布模型。实验上探索制备较大折射率变化且性能稳定的光敏薄膜的最佳工艺条件，研究光强值/照射时间与折射率变化之间的精确关系。在此基础上通过激光修正实现光学性能超均匀样品的制作；结合激光扫描制备切趾滤光片样品；应用硫属化物As2S3的光敏特性制作光致限幅器件。这可以大幅度提高高性能滤光片的生产成品率，克服传统光学薄膜技术在新应用领域的困难，因而具有重要的应用前景。 2100433B

高灵敏度的地球自转角速度测量在惯性导航、卫星定位、地球物理和基础物理等许多领域有着重要的作用。本项目意在通过对大型被动激光陀螺仪的研究，将地球自转的测量推进到新的灵敏度范围，发挥它在基础物理前沿和国家重大战略需求中的重要作用。本项目研究基于超稳激光的大型被动激光陀螺仪，其尺度稳定性由超稳激光控制。超稳激光的短稳锁定到一个超稳腔上，长稳锁定到由氢钟参考的飞秒光纤光梳上。通过计算表明，设计的大型被动激光陀螺仪可用于开展广义相对论的验证、万有引力常数G是否随时间变化等基础物理实验。我们计划搭建一个周长4 m，面积1 m^2的大型被动激光陀螺仪H-ring作为验证方案可行性的原理样机，灵敏度目标为5*10^(-10) rad/s/√Hz。

一种基于激光跟踪的焊接系统专利目的

《一种基于激光跟踪的焊接系统》的目的在于提供一种基于激光跟踪的焊接系统，利用激光焊缝跟踪技术应用在焊接设备上，确保更高的焊缝质量和焊接生产率。

一种基于激光跟踪的焊接系统技术方案

《一种基于激光跟踪的焊接系统》包括可进行行走及焊接的焊接小车和焊缝跟踪单元；焊缝跟踪单元，包括激光传感器头和激光控制箱，可检测及识别待焊接工件的焊缝并提供焊缝的检测参数值；激光传感器头包括激光传感器和摄像机，可摄取含有激光标记的图像检测信号，提前地识别焊缝延伸的方向和偏差量以及焊缝的高度；激光控制箱可接收激光传感器头的图像检测信号，根据图像检测信号计算当前待焊接点的检测参数值，检测参数值包括焊缝在焊接小车行走方向上的左右偏差量以及焊缝的高度偏差量；焊接小车内置有焊接调整单元，以根据焊缝跟踪单元的检测参数值调整当前待焊接点处的焊接位置及焊枪高度；焊接调整单元包括小车控制器、焊接电源及焊枪，焊枪可根据小车控制器的指令调整摆动中心以及调整高度；小车控制器接收当前待焊接点处的检测参数值，并读取焊枪当前摆动中心位置量，将焊缝的左右偏差量与焊枪当前摆动中心位置量进行比对计算，得到左右偏移调整值，进而输出执行摆动中心调整指令，实现焊枪在当前待焊接点处的焊接位置调整；小车控制器将当前待焊接点处的焊缝高度偏差量与焊枪实时高度位置变量比对计算，得到高度偏移调整值，进而输出执行高度调整指令，实现焊枪在当前待焊接点处的焊枪高度调整。

其中，焊接小车上设置有十字滑台，十字滑台上设置有焊枪和激光传感器头，激光传感器头位于焊枪的前方位置。

作为一选项，焊接调整单元的焊接位置调整过程的内容如下：

初始化焊接位置的参数变量，参数变量包括焊缝的左右偏差量、焊枪摆动中心位置量、摆动中心调整量、摆动电机螺距及摆动电机齿轮比； 读取当前焊枪的摆动中心位置，存入摆动中心位置量； 接收焊缝的左右偏差量； 判断左右调整方向：定义在行走方向上当前待焊接点处于左边时左右偏差量为负，在行走方向上当前待焊接点处于右边时左右偏差量为正；分析左右偏差量，若左右偏差量为正则向右边偏移，若左右偏差量为负则向左边偏移； 根据参数变量计算摆动中心调整量； 控制摆动中心作出调整。 作为一选项，焊枪高度调整过程的内容如下： 初始化高度位置各个参数变量，包括高度偏差量、高度调整量、高度电机螺距、高度电机齿轮比及高度位置变量； 实时读取当前焊枪的高度位置，存入高度位置变量； 读取焊枪的高度偏差量； 判断高度调整方向，其中，高度偏差量具有正负数，定义在高度方向上当前待焊接点高度比预设高度低时高度偏差量为正数，反之则为负数； 根据参数变量计算高度调整量； 执行高度位置调整。

一种基于激光跟踪的焊接系统改善效果

《一种基于激光跟踪的焊接系统》根据跟踪单元的实时提前监控，实时计算，得出焊枪的高度和水平两个方向的偏差量，焊接小车做出相应的调整，达到焊枪始终保持在焊缝的中心和适当的上下位置，实现基于激光跟踪的焊接应用。

超长结构喇曼光纤激光器与常规喇曼光纤激光器相比，腔长增加几个数量级，具有独特的运转机制和工作特性，特别是可以依靠随机分布反馈形成激光振荡，是以前从未研究过的，而对这种新物理机制的研究将导致多种新型应用技术的产生，例如光信号长距离无损耗传输和光纤型随机激光器。因此我们重点针对输出模式无序演化、随机分布反馈致激光激射等新效应提出超长喇曼光纤激光器理论与技术的研究，拟采用双光栅、随机分布反馈结构，并首次提出级联、环形腔等新结构来构建激光器，研究泵浦光和反馈光栅对输出激光的影响、瑞利散射所起的作用、超长腔内激光振荡的形成过程、非线性效应对模式演化的影响等问题，着重发现超长喇曼光纤激光器具有的新现象、新机制及其在信号传输、超连续谱产生、多波长激射等方面的应用价值。研究内容涉及激光物理、非线性科学、无序系统理论、紊流理论等领域的研究范畴，具有丰富的物理内涵，将开辟一个与诸多学科密切结合的新的研究领域。