对大功率连续波氰化氢(HCN)激光器进行了小型化,成功研制了谐振腔长度分别为2 m和1 m的小型化HCN激光器.改进了激光器的阴极腔头结构和阴极过渡段连接结构,对小型化激光器进行了系统的参数优化实验,同时使用了绝对功率计和光束分析仪对激光器的功率进行定标,使激光器的功率测量更为准确.在工作气体配比为N_2∶CH_4∶H_2=1∶1∶5的条件下,对影响小型HCN激光器功率输出的各种参数进行了优化调试实验,实验结果表明:2 m激光器的最佳参数为放电管内径为(50±0.5)mm、耦合输出栅网500线/英寸、混合气体工作流量是10 mL/min、激光管外壁温度160℃、激光器工作电流0.65 A、工作气体气压为29 Pa时,功率输出最大为2.1 m W.1 m激光器的最佳参数为:放电管内径为(30±0.5)mm、耦合输出栅网500线/英寸、混合气体工作流量是3.2 mL/min、激光管外壁温度160℃、激光器工作电流0.6 A、工作气体压力8.6 Pa时,功率输出最大为0.6 m W.
针对传统二维主成分分析(two-dimensional principal component analysis,2DPCA)算法应用于焊缝表面缺陷识别中存在重构性能及鲁棒性较弱等问题,本文将最大化投影距离和最小化重构误差引入到目标函数中,提出了一种基于F范数的非贪婪二维主成分分析算法(non-greedy 2DPCA with F-norm,NG-2DPCA-F),该算法具有良好的鲁棒性和较低的重构误差。为了进一步提取图像的结构信息和求解出维数更小的特征矩阵,进而提出一种基于F范数的非贪婪双向二维主成分分析算法(non-greedy bilateral 2DPCA with F-norm,NG-B2DPCA-F)。最后,以含有不同噪声块的焊缝表面图像数据集进行实验,结果表明,本文所提算法在平均重构误差、重构图像与分类识别实验中均表现出良好的鲁棒性能。
HCN单激光器和转动光栅形成的差频信号一般不大于100 k Hz.HCN双激光器较之单激光器和转动光栅系统可以很容易的获得MHz量级的差频信号,进而可以研究更高时间分辨率的物理现象.但是HCN双激光器功率和频率都不稳定,功率稳定是频率稳定的前提,所以必须先保证HCN双激光器功率的稳定.本文以稳定功率为目标结合双激光器的特点,设计了一套双激光器功率的自动反馈控制系统及远程控制系统.本系统主要有西门子S7-200PLC、电动平台、肖特基势垒二极管和上位机等组成.实验表明这种方法可以长时间地使HCN双激光器稳定在高功率状态.
