差分补偿光线漂移的准直方法

在长距离直线度、同轴度测量时,光线漂移是影响激光准直精度的最主要因素.本文提出了一种差分补偿光线漂移的方法.分光器用作位置敏感器件,利用两个四象限探测器分别探测分光器的第一次反射光和通过猫眼逆向反射再经过分光器的第二次反射光,最后利用差分方式消除光束漂移对光线基准的影响.实验结果表明:在8～18 m的距离范围内,漂移误...     

准直光束的温度场影响分析

在激光准直技术中,产生误差的主要因素有激光光束漂移、光线弯曲和随机抖动。对大尺寸激光准直测量,后两项误差的影响尤其突出。近年来产生了自适应准直的思想,即控制反射镜等元件的运动,使光束通过两个基准孔径,以期得到光线基准。这种方法是建立在“光直线传播”的基础上,然而这个条件在真实大气中是不满足的。本文根据对长距离激光准直光束特性的分析,提出了多点监测、综合补偿的准直方法,这种方法的特点是建立一个任意曲线的光束轨迹模型。由于这个模型是根据现场实测数据建立的,综合考虑了三个误差因素的相互影响和作用,因而具有较高的精度,较广泛的适应性和较大的应用范围     

基于滤波的准直光束漂移反馈补偿方法研究

针对光束漂移对超精密激光准直测量影响大且其 难以从实际测量信号中有 效提取的问题,提出一种基于滑动均值滤波的准直光束漂移反馈补偿方法。方法通过滑动均 值滤波器抑制干扰噪声影响,从实际微弱检测信号中有效提取出其中的光束漂移成分及其 变化趋势,并将其作为反馈量;进而利用压电偏转 镜对光束漂移量进行实时反馈补偿,以抑制其对激光准直测量稳定性的影响。实 验结果表明,经本文方法补偿的激光器出射光束在140s内1m准直距 离处,光束漂移量标准 差X方向从2.66×10－8 rad下降 到4.13×10－9 rad,Y方向从1.74×10－ 8 rad下降到3.97×10－9 rad,有效地提高 了激光准直测量光束的方向稳定性。     

内腔He-Ne激光器光束方向漂移的研究

一、引言 激光准直技术已经在工业生产、测绘和计量等方面获得了广泛应用。为了提高准直精度人们已经采取了一系列措施,如采用外腔式激光器,用石英等热膨胀系数小的材料固定谐振腔,减小激光管的热不均匀性等。还有采用双光束的方法可使准直精度大大提高。我们在这里提出一种以固定激光器输出平面镜的简单方法,也可以使方向漂移大大减小。 二、一般考虑 在通常的激光器的使用中,人们一般都采用固定支点约位于离激光管两端四分之一管长处。在激光准直应用中,采用这种固定方式是不好的,必须考虑固定方式对激光束方向漂移的影响,这一点也容易被人们所忽视。在激光准直应用中,除了大气湍流对激光束方向漂移产生影响外,引起激光束方向漂移的另一个主要因素来自激光器本身,即谐振腔的形变引起输出激光束的漂移。     

激光粒度仪光学系统设计方法

以米氏散射理论为依据,提出了一种可以提高激光粒度仪测量精度的光学系统设计方法。该方法设计激光粒度仪光学系统时,光阑位置在激光粒度仪测量区域内采用变焦方式,同时控制每个视场上光线、主光线和下光线在接收器件-环形光电探测器的位置,控制光阑位置变焦时每个视场上光线、主光线和下光线在接收器件位置,使测量区域内散射角相同的光线形成的弥散斑最小。光学系统对光线的会聚真实地体现了激光粒度仪的测量理论的物理意义,提高了激光粒度仪的测量精度。     

基于激光跟踪仪的快速镜面准直与姿态测量方法

提出了一种利用激光跟踪仪进行镜面准直和姿态测量的方法,分析了测量精度。分别利用高精度电子经纬仪与激光跟踪仪对单个立方镜和双立方镜进行准直和姿态测量,计算固定立方镜相邻镜面夹角和双立方镜坐标系间的转换参数,对比新方法的测量精度。同时比较测量效率、测量环境要求。实验结果显示:比于传统镜面拟合法低于0.5'的准直测量精度,新方法精度达到10量级,与主流的经纬仪方法相当;同时,新方法在测量效率上较经纬仪方法提高1倍以上,对测量环境的要求也较为宽松,在实际生产中可以代替经纬仪进行准直与姿态测量工作。     

基于参数自适应PID控制算法激光准直系统的研制

提出并研制了一种基于参数自适应比例、积分和微分(PID)控制算法的激光准直控制系统,从根本上解决了传统PID控制方法的存在的精度低、实时性差等不足。在50min内,x向(水平方向)的角漂移量为22nm／150mm,y向(垂直方向)的角漂移量为15nm／150nm;x向的平漂移量为26nm／150nm,y向平漂移量为28nm／150nm。实验证明：采用参数自适应PID控制算法,激光准直系统的准值精度和鲁棒性得到显著提高。     

激光干涉仪线性测长的准直调节方法

概述了激光干涉仪在半导体工艺设备精度分析领域的应用,简单介绍了光路准直对线性测长的影响。依据激光干涉仪的准直测量原理,详细介绍了激光干涉仪准直的调节方法。     

具有光束漂移误差补偿的高精度激光准直技术

本文介绍一种提高激光准直精度的新技术。这种技术的基础是建立在激光束的漂移在一定的条件下可以近似的用三角函数去描述它。求出它在有效工作区内各相关点的漂移量f(l)ι。通过现已普及使带的计算机技术找出测量点l上的漂移量f(l)ι,实现测量点的误差补偿。达到提高测量及找正精度的目的。这项技术在工程应用中具有较多的灵活性和方便性。     

一种高精度激光光路自动准直系统的实现

对高精度激光光路自动准直系统,提出了一种更加精准的四象限探测器的信号处理算法,采用四象限硅光电二极管代替传统的CCD探测光线指向,运用DSP技术处理探测信号,控制惯性压电陶瓷电动调节架快速自动准直,精度可达1μrad.该系统很好地解决了传统的CCD探测光线方法中的处理速度慢、校正精度低、占用资源大的问题.飞秒激光实验应用证明,系统能够实现激光光路的快速自动准直.     

二维位移测量中激光漂移实时补偿方法研究

激光漂移是影响二维位移测量精度的主要因素之一。为了消除激光光源漂移对二维位移测量结果的影响,提出了一种双光路激光漂移实时补偿的方法。在二维位移测量系统中,根据测量光路结构工作机理建立了激光光源平漂和角漂对位移测量产生误差的模型,通过参考光路监测激光的漂移量,并利用误差模型将漂移量经过转换后补偿到测量结果中。理论分析表明,本文方法能够实现对平漂和角漂的完全补偿。分析了实际光路布置中的结构参数误差对补偿效果的影响,基于此选择光路的结构参数。实验结果显示,使用双路激光漂移补偿方法后,可以使8h内的X方向和Y方向的漂移量分别减少55.1%和73.3%。     

大功率半导体激光器阵列光束整形新进展

大功率半导体激光器阵列(LDA)的应用日益广泛,但受其发光机制的限制,光束质量较差.为满足应用要求,必须对LDA光束进行整形处理.介绍了LDA光束整形的基本原理和关键技术,按照光束传播特性的不同,将整形技术分为两大类,即几何光学光束整形和衍射光学光束整形方法进行了阐述.在阐述典型例子的基础上,分析和比较了各种整形方法的优点和不足.     

He—Ne激光作图象扫描光源的研究

本文介绍了He—Ne激光作图象扫描光源的实验研究，包括聚焦激光束束腰和聚焦光点光强分布的测量、焦深和取样点光强密度的分析、激光光强的调制、消除光强漂移影响的方法、伪彩色识别等等。还扼要地介绍了激光扫描织物图案处理系统。     

高功率激光焊接光致等离子体的检测

系统地归纳了高功率激光焊接过程中光致等离子体的声、光、电、热等四种特征信号，综述了国外在等离子体信号检测方面的试验方法及研究进展，分析了未来的发展趋势     

激光光束光斑质量诊断技术研究及其标准化进展

以现代激光工业制造为应用背景,探讨激光光束光斑质量诊断技术的发展.从光束束宽的定义出发,对比了两种束宽定义方法的不同,阐述了光束质量诊断与光束束宽定义之间的关系.依据国家和国际标准,研究了光束束宽、束散角测量和计算方法的发展,以基于空心探针原理的光束光斑质量诊断技术及设备为重点研究内容,介绍了基于实测目的的测量方法.分...     

高功率激光焊接光致等离子体的检测

系统地归纳了高功率激光焊接过程中光致等离子体的声、光、电、热等四种特征信号,综述了国外在等离子体信号检测方面的试验方法及研究进展,分析了未来的发展趋势。     

激光束的实时空间整形方法

在高功率激光系统中,激光光束的传输与放大,需要对输出的激光光束整形,包括对激光束几何形状与光强分布的整形,才能有效地控制光束质量,提升激光系统的输出功率。目前,通常的光束空间整形方法是采用针对特定输入光束(如均匀或高斯光束)的切趾光阑(如锯齿、波纹光阑)或结合空间滤波进行光束空间整形,而实际输入的光束并非是这样的理想型光束,所以上述方法在光束的空间整形中存在一定局限性,因此,研究实时、可调的光束空间整形尤为重要。对此,本文提出了对激光束进行实时、可调控的激光束空间整形的新方法,实时产生与入射光束相关的软边切趾光阑,结合空间滤波,获得所需形状的近"平顶"光强分布的近场光束。数值模拟结果表明新方法可以对实际激光系统的光束实现实时、有效的整形。     

激光清洗技术的应用

在制造业,清洗加工零件的传统方法很多,但随着对环境保护的提倡和对零件的高精度要求,激光微细加工技术异军突起,激光清洗技术也应运而生.本文结合作者的研究工作,介绍了激光清洗技术的原理和方法,讨论了利用脉冲YAG激光清洗精密加工零件的技术,并对其前景进行了展望.     

原型装置主放光路稳定性实验研究

为了研究高功率固体激光器光束指向的漂移情况,根据原型装置打靶误差预算中各部分的权重,分析了主放光路输出光束允许的角度漂移误差,即主放输出光束的角漂不超过10.6μrad。实验中选取了其中的一束,主放远场测量系统在37min内共采集到了144发次的远场图像,在MATLAB编程中使用阈值法和重心法处理每帧远场图像,将光束的漂移量在x和y方向上分解,利用均方根的概率统计方法,计算得到了主放输出光束的角度漂移误差,x方向为3.47μrad,y方向为4.09μrad。实验结果表明,主放光路的稳定性达到了设计指标,能够满足打靶要求。