连续CO2激光在线膏药群孔加工系统的研究

激光扫描打孔系统具有结构简单可靠、打孔效率高、质量好等优势,广泛用于非金属薄型材料(如纸张、皮革、膏药)加工以增强其透气度及防伪性能。为了解决现有激光打孔设备价格昂贵、加工效率低等问题,采用嵌入式控制系统与振镜扫描,设计了一套基于连续CO2激光器的在线膏药打孔设备。该膏药打孔设备在生产线2m/min~12m/min的运行速率范围,可实现通孔直径0.2mm~1.2mm、孔群间距4mm~10mm的调节功能。结果表明,该实验对膏药群孔加工效率的提高和激光打孔设备的推广是有帮助的。     

新型高功率激光加工用激光光束展宽方法的探索性研究

探索性地提出了一种基于新型扇形类抛物面聚焦镜的高功率激光加工用激光光束的展宽方法,并对该方法的实现原理和光路设计进行了研究与相关实验验证。根据几何光学原理,采用光线追迹的方法,对实际激光光束经新型光束展宽系统变换后的聚焦特性进行了分析。理论结果表明,通过光束展宽系统变换后,能够将原始圆形激光束连续扫描展宽为光强分布均匀的大尺寸(20~500 mm)弧形条状聚焦光斑。利用横流CO2激光器,对该光束展宽系统的实际光学变换特性进行了初步实验研究,实验结果与理论结果相符合。     

长加工距离的激光淬火光束的设计

利用Ｙ－Ｇ算法设计了一种衍射光学元件来对入射的高斯光束进行整形，获得在输出平面上光强成抛物线分布的光束，册时该聚焦平面与衍射光学元件的距离较长，可以解决透镜受污染、寿命短的问题。     

水松纸激光打孔技术研究

讨论了用连续CO2激光器对水松纸打孔的原理和实现方案,就其中一种方案的打孔结果进行分析,指出激光打孔时影响打孔水松纸透气度的一些因素。     

激光棒热透镜效应的有限元分析

以热传导方程为基础,对热透镜效应补偿前后激光棒内部温度场与应力场的变化进行 分析。通过有限元软件进行模拟仿真和实验验证,实验结果与理论分析相符。     

激光模式间的空间相干性分析

本文讨论了单模和多模激光束的空间相干性，在多模激光器中单程相移非简并的模式间是完全不相干的，但单程相移简并的模式间可以发生相干的。     

基于激光散射的表面粗糙度测量系统研究

为了测量金属和绝缘表面两种材料的粗糙度参量,采用了基于激光散射法的斜入射粗糙度测量系统。用半导体激光器作光源,用互补金属氧化物半导体工业相机拍摄粗糙度表面的散射光斑,分析光斑特征参量与粗糙度之间的对应关系,通过理论分析和实验验证了特征参量与粗糙度值之间存在单调性关系,利用MATLAB设计图形用户界面,实现粗糙度值的一键式测量功能。结果表明,该系统的系统结构简单,对金属样品和塑料绝缘表面进行测试,测量结果与触针式测量之间的误差小于8%(其中绝缘表面小于5%),能够实现不同材料表面的粗糙度值测量。这一结果对物体表面的粗糙度测量研究是有帮助的。     

激光切割数控系统激光功率控制研究

简单介绍了激光功率控制基本原理,基于Advantech PC-LabCard板卡和工作站对激光电源进行调制实现了激光功率控制,分析了可控硅三相整流电路对功率控制的影响     

高功率高光束质量五折腔CO2激光焊接机的光学系统

介绍了一种高功率、高光束质量的五折腔CO2激光焊接机,主要分析了激光器的五折谐振腔、三工位光路转换器,反射聚焦的设计过程:五折谐振腔的设计,获得了2.5 kW稳定运行的低阶模激光束,发散角1.6 mrad,模式结构TEM00+TEM01,激光器功率不稳定度小于±3%;三工位光路转换器的使用,合理地利用了激光器连续工作的能力,提高了工作效率;为克服热透镜效应和球差的影响,采用金属抛物面镜反射聚焦;同时,对汽车变速箱用的20CrMnTi合金钢双联齿轮进行焊接,用金相显微镜拍照、观察,获得外观美观、深宽比大于3:1的焊缝,且焊接热影响区小,熔区致密、无缺陷,取得良好的焊接效果.     

一种形成环形抽运光的方法

为了形成纯净的环形抽运光,以得到端面抽运固体激光器输出拉盖尔-高斯光束,采用轴棱锥系统整形方法(即将激光二极管输出的实心抽运光经过准直系统后,耦合进轴棱锥与聚焦镜组成整形系统,形成环形尺寸可变的区域空心光束)进行了理论分析和实验验证。基于几何光学的方法,对整形装置形成环形抽运光进行了理论分析及基于ZEMAX软件的数值模拟,最后实验验证了此方法的可行性;并在研究过程中,对一种环形抽运光中间暗斑区域不变的现象进行了研究。结果表明,在采用未镀膜的轴棱锥的情况下,该系统形成环形抽运光的效率达到64.5%。