激光光束准直技术

本文结合激光准直技术的工程需求,讨论了几种典型的准直技术。并分析了各种准直方案的优缺点。并针对半导体激光器的特点,对非成像激光发射系统的准点光源概念准直条件进行了讨论。     

基于荧光成像的准分子激光系统多路光束自动准直

研究了基于准直光束成像的准分子激光主振荡功率放大(MOPA)系统的多路光束自动准直,实现了激光在放大器中的多程放大及高的靶面指向精度。采用352nm He-Cd激光作为准直光源,提出了多光束感光屏同步接收与可见光CCD荧光成像相结合的复合图像采集技术,解决了自动准直系统多路激光的近场、远场图像获取问题。利用图像区域分割处理方法编制了准直信息处理软件,实现了对多光束的自动准直闭环反馈控制。最后,结合准分子激光MOPA系统中的预放大器光学设计进行了自动准直验证实验。结果表明:准直成像光强可调谐倍数为300,成像系统在放大器窗口处固有误差占放大器口径比例小于设计值1.08%,3路激光的自动准直时间为40s,完全满足放大器的几何填充和能量提取要求。     

热透镜效应对激光光束准直的影响

利用高斯光束传播定律,分析了热透镜效应对激光光束准直的影响,对两种不同的腔型做了数值模拟与计算,并计算了经具有不同MT因子的调焦望远镜系统准直后的激光光束的发散角与光斑尺寸。通过计算与分析表明,对于同一高斯光束,用MT因子较大的系统可以获得更好的准直效果,准直后光束的发散角更稳定。     

微束衍射仪中的光束准直技术

本文介绍X射线衍射仪中微束衍射仪(MDG)的光束准直技术。对准直的概念及各调节机构在光束准直中的功能进行了分析。提出一种简单快速的光束准直方法。     

基于532nm半导体激光器的远距离传输高精度准直系统设计

半导体激光器在军事、工业、医学等许多方面有着重要的应用前景,但由于半导体激光器输出光束具有较大的发散角,因而在几乎所有要求较高的应用领域中,其输出光束都必须通过特殊的光学系统进行准直。扩束镜因其结构简单、材料便宜以及加工容易而在半导体激光束准直领域获得较多的应用。     

基于激光准直瞄准的大直径测量系统的研究

如何提高大尺寸工件的在线测量精度，是大型机械加工的重要课题。针对大型立式车床的加工环境，本文提出了一种大端面工件在线测量方案。该方案采用激光准直瞄准定位，以测量瞄准误差为补偿，其合理的光路设计清除了阿贝误差，提高了瞄准精度。由于瞄准是以激光准直光束为基准，激光束的漂移造成基准的不稳定是整个测量系统最大的误差来源，而该方案采用“双光束反向漂移补偿法”抑制光束漂移，使角漂误差达到10^-6rad量级。实验结果表明，本方案的测量精度完全满足IT6的加工要求。     

激光准直测量立体仓库高层货架

现代化的立体仓库是用计算机自动控制码垛机,实现货物自动控制传送、定位、存取和监视的系统。许多仓库的货架长近百米,高十多米,结构庞大,但设计与安装要求却相当精确,有些准直偏差要小于±1mm。这种基础尺寸大,相对误差小的工程,用一般的测量方法不易满足要求。我们在接受北京国际机场立体仓库的测量中,采用了先进的激光准直测量技术,并对测量方法有所创新,取得了成功。     

激光干涉准直技术的研究

针对传统激光准直技术的缺陷,介绍了一种基于楔形光学玻璃板的激光干涉准直技术的工作原理、软硬件设计、软件细分原理及其特点,给出了系统的主要技术指标,实现了系统的高精度、数字化和小型化.     

半导体激光器阵列光束准直和聚焦系统设计

给出条阵半导体激光器光束消像散准直、聚焦的方法以及折 /衍混合准直微光学阵列系统和聚焦光学系统的设计方法 ,并设计了一准直聚焦光学系统 ,准直精度达 3mrad～ 4mrad,聚焦光斑尺寸小于 2 0 0μm     

双向剪切干涉法检测光束准直性

双向剪切干涉法检测光束准直性＊杨志文（长春光学精密机械学院长春１３００２２）０引言近年来，剪切干涉法已成为检测激光束准直性的新方法之一［１］。其中的双楔板剪切干涉法具有较高的灵敏度，但对两楔板位置要求较严格［２］。为此，提出用一楔板和两平面反射镜的剪...     

快速调整激光干涉仪光线准直系统的设计

使用激光干涉仪能够很好地解决数控机床定位精度差的问题,然而调整激光器的方向,使激光束与所测机床轴的移动方向平行是一项很重要而且麻烦的工作。为快速准确调整激光器方向,在对激光干涉仪工作原理深入研究的基础上,分析了激光束偏心的原因,构建了以PLC为控制核心,驱动两台电机控制干涉仪平移与旋转运动,实现快速调整激光干涉仪激光束准直。实验结果表明,此设计节省了大量人力、时间的开支,能够控制干涉仪快速对准,具有工业应用推广价值。     

激光光线漂移抑制与补偿方法综述

寻求减少或消除激光光线漂移对测量影响的方法与技术,是高精度激光测量,特别是激光准直测量获得成功的关键。就激光光束漂移抑制与补偿方法、原理与装置,各种方法的特点以及其发展趋势进行叙述。     

结合激光准直的二维转角动态测量系统

为了克服现有二维转角动态测量方法结构复杂、成本昂贵的缺点,提出了结合激光准直的二维转角动态测量方法。首先,根据二维转角测量的关键问题提出基于激光准直的测量方法,采用准直激光作为测量基准,以远端的位置探测器作为检测器件。接着,设计测量系统和各组成模块,根据测量要求对系统中的关键模块进行设计和优化。然后,具体设计系统中的测量算法,完成测量模型建立。最后,在±2°范围内进行实验测试和分析。实验结果表明:系统可动态测量,稳定性好,测量重复性误差为1μrad,X轴非线性误差为1.8%,Y轴非线性误差为1.7%,动态带载响应频率在±0.01°内优于200Hz,基本满足二维转角测量的高精度、高重复性、高稳定性的要求。     

高功率激光热效应对合束系统的影响

提出利用镀膜合束的方法对三路光束进行合束用于高功率红外激光合束系统设计。考虑系统中关键元件使用的红外材料ZnSe易受热效应影响,采用光机热耦合分析方法,研究了在温度边界条件固定时,各波段激光所产生的耦合热效应对各路激光波前畸变的影响,同时定性分析了系统中存在的激光偏置热效应。研究结果显示,系统中各波段的激光波前畸变均方根值(RMS)均满足设计要求(各波段波前畸变小于λ/8);激光偏置造成的波面高频成分增大了长波激光波前畸变量,但高频成分对系统波前畸变影响依然满足要求;轴向温差可在35s达到平衡,对光束波前造成主要影响的是各块镜片的面型畸变。根据分析结果搭建了实验平台,利用系统中短波400 W激光进行实验,采集了该条件下的面型并与仿真结果进行了对比,实验结果验证了该分析方法计算结果的准确性。     

分体式激光扩束系统平行度测量装置的设计

为精确测量强激光发射系统中高功率激光经分体式扩束系统后光束的传输方向,设计了一种新型分体式扩束系统输出光平行度测量装置.根据高功率激光分体式扩束系统及红外激光的特点,该装置采用高分辨率红外CCD作为监测成像设备.采用轻质高刚度的优质铝合金对装置的机械结构进行了设计,切换部件搭载在高精度线性位移平台上.基于高分辨率CCD和精密线性位移平台,该装置可较好地完成动态和静态测量.测试结果表明,该平行度测量装置工作稳定、可靠,测量精度优于2.0″;装置设计合理,实用,可为扩束系统的装调及应用提供可靠依据.     

激光光束质量的评价与应用分析

从M²因子概念出发,分析了M²因子的概念与激光本质参数之间的关系,以及几种典型光束的M²因子,研究了M²因子的局限性,比较了针对不同应用目的的常用激光束质量定义的适用范围,探讨了激光光束质量的影响因素及其控制措施.     

利用半导体激光束实现激光隧道放样研究

提出了一种利用半导体激光器实现隧道激光扫描放样的方法 ,该方法满足了放样仪器需轻巧、便于携带的要求。其中用单透镜准直法对有大发散角的半导体激光光束成功地实现了准直 ,既简单又经济实用 ;用平移物镜法实现了激光点的扫描。理论分析和实验结果都证明这一放样方法是可行的     

2-D localization system utilizing M-sequence encoded laser beam scanning

1IntroductionThere are various types of demands for position meas-urement in a restricted environment,and many localizationmethods have been proposed fornavigation of autonomous ro-bots or vehicles.We proposed the concept of the optical sig-nal field for this kind of position measurement and have de-scribed some practical examples[1-3].Since all these methodsare based on intensity of light,positional resolution is limit-ed by S/N ratio of received signal.If the radiated signal isdivided regio…