激光聚焦光斑检测装置的创新设计

该文分析了当前常见的工件检测技术并阐述了目前检测技术当中的缺陷与成本高昂等问题。为了解决上述问题,该文重新设计激光聚焦光斑检测装置结构,在传统装置结构上增加了伺服电机,使其能够通过电机控制实时调整聚焦位置,提高了此技术的灵活性、普适性。经过测试,满足设计要求,最后叙述了新型激光聚焦光斑检测装置设计所带来的有益效果,阐述其应用场景。

菲涅尔透镜聚焦光斑能流密度分布检测方法

提出了一种间接检测聚光光伏发电系统中菲涅透镜聚焦光斑能流密度分布的方法,搭建了检测实验装置,通过标定相机像素灰度值与聚焦光斑能流密度值的比例因子k,介绍了从聚焦光斑灰度图提取光斑能流密度分布的具体过程。对检测精度进行了验证,结果表明:采用该检测方法得到的光斑峰值能流密度相对误差小于2.1%。该方法具有操作简单、检测精度高的优点,可广泛应用于聚光光伏发电聚焦光斑的能流密度分布的检测。

激光化学气相沉积石墨烯聚焦光斑测量研究

激光化学气相沉积(Laser Chemical Vapor Deposition,LCVD)石墨烯制备受聚焦光斑影响很大。实时检测光斑,可实现石墨烯LCVD法可控制备。设计聚焦光斑测量光学系统,提出一种基于圆拟合的改进算法检测光斑中心和半径,计算、标定光斑面积。该方法在圆拟合基础上加入了二值化、形态学处理及连通性判别等预处理方法。实验表明,该方法测得圆心位置与真值误差平均为5.58 pixel,光斑面积与真值误差平均为1.93×10^(-9)m^2,优于传统的重心法和霍夫检测法,具有较快的计算速度和检测精度,可实现LCVD法制备石墨烯实验中聚焦光斑的非接触式测量,且对其他激光加工工艺的质量控制有借鉴意义。

太阳能聚焦光斑能流密度测量方法评估

为了确定一种新型间接测量太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度分布方法的测量误差范围,对其进行了进一步研究。从理论公式出发,分析了该测量方法的误差源;使用球面小定日镜、CCD相机、漫反射板、中性密度滤光片等设备进行了能流密度测量的实验,使用MATLAB软件对实验数据进行处理,得到了漫反射板上聚焦光斑的能流密度分布和总能量;实验时借助全站仪测量并计算了定日镜中心的光线入射角,根据定日镜的面积和反射率、太阳直射辐射值、余弦效率等计算了光斑能量的理论值,并与测量得到的聚焦光斑总能量比较,得出了实验条件下该方法测量光斑总能量以及能流密度的相对误差为3.5%。该测量误差在允许范围内,进一步证实了该能流密度测量方法的正确性和可行性。

激光聚焦光斑形状对溅射产物角分布的影响

讨论了将线形聚焦光斑看作是点溅射的线性迭加时 ,对衬底平面上溅射产物角分布影响的推导 。

利用镀银膜的四面锥尖实现纳米尺度聚焦光斑的数值模拟

利用(FD)2TD方法对全镀金属膜四面锥尖端近场的光增强分布进行了数值模拟,结果表明在平行光束从全镀金属膜四面锥底面入射条件下,尖端近场可以获得纳米尺度的聚焦光斑,并且光场可以得到较大的增强。

刀口扫描聚焦光斑法激光束漂移测量

高精确度直线度测量多采用激光方法,但激光束随机漂移影响其稳定性,极大地限制了直线度测量精确度.本文采用刀口法高精确度高分辨率地测出激光束漂移值,以进行补偿修正.给出测量原理、设计出测量系统.刀口位移分辨率高于0.05μm,激光束漂移的最大值为0.05μm左右,两路间漂移的不一致性最大为0.2μm左右.

Photon推出聚焦光斑分析仪

美国Photon公司是光束分析仪器的专业生产厂商，它的系列产品可进行激光器、激光二极管、发光二级管、光纤、光波导、VCSELS的光束质量分析。Photon攻克了光束测量的难题并提出了独特的解决方案．并能提供专家级的技术支持和售后服务。经过多年研究，Photon的测量方案已经成为激光光束测量的标准。

基于偶极子天线辐射反向创建空间球形聚焦光斑

与传统的仅能生成光轴方向的球形聚焦光斑不同,本文提出了一种在4Pi聚焦系统中通过反聚焦偶极子天线辐射场产生具有规定空间方向和间距的球形聚焦光斑的方法。该方法是将规定好长度和极化方向的空间偶极子天线置于4Pi聚集系统的焦点处,通过逆问题解析求解出生成球形聚焦光斑的物镜瞳孔面上的输入场。然后使用瞳孔面处的场,并选择合适的偶极子天线长度,就能获得球形聚焦光斑。数值结果表明,创建的球形聚焦光斑的空间方向与设置的偶极子天线的极化方向一致,球形聚焦光斑之间的距离也等于偶极子天线的长度。本文提出的方法比传统方法更灵活,可以创建具有规定空间位置的球形聚焦光斑,这对空间任意位置捕获纳米粒子具有很大的应用价值。

Sagittal聚焦晶体柔性铰链压弯机构研究

分析了弧矢聚焦晶体弯曲原理及柔性铰链运动方程 ,阐述了弧矢聚焦晶体柔性铰链压弯机构的原理 ,同时提出了抑制子午形变的有效方法。该压弯机构在 5— 2 0keV能量扫描范围内 ,弧矢聚焦比为 3:1,聚焦曲率相对误差 <0 .75 % ,聚焦光斑弥散为 2 5 % ,在 10keV时聚焦面形误差 <2”。

激光扫描测量技术中的光斑能量分析

本文从透镜的傅里叶变换特性出发，分析高斯激光束经透镜后的聚焦光斑能量分布，与普通均匀平行光束的焦斑作比较，得出激光束聚焦光斑具有中央亮斑能量提高、半径变大的特点。利用实际计算结果，对不同激光束与透镜口径比（Ｗ／Ｒ）时的焦斑光强变化规律及激光束位移对焦斑的影响进行了讨论，并提出利于提高测量精度的措施。

空间滤波器的输出及其在激光聚焦系统中的应用

本文应用频谱分析理论对空间滤波器的输出特性进行了简略的分析,并讨论了把空间滤波器应用于激光聚焦系统时将提高激光聚焦系统的聚焦能力的问题。文中还介绍了利用激光束径向强度分布测量装置对空间滤波器的输出及其应用于激光聚焦系统中的作用的测试结果。

在大幅面激光加工中获得稳定高质量聚焦的方法

从理论上分析和讨论了在大型激光加工系统中 ,导光距离对激光束聚焦性能的影响 ,描述了当前代表国际先进水平的多种提高和控制激光束聚焦性能的方法。

提高制作光纤光栅时飞秒激光光斑质量的方法

由于光纤自身固有的圆柱形结构,在飞秒激光逐点刻写光纤布拉格光栅过程中会产生柱透镜效应,使得聚焦光斑呈长条状,对刻写光栅结构产生不利影响。基于几何光学原理分析了产生长条状光斑的原因,并提出了一种有效地改善聚焦光斑质量的方法。实验中,将待写光纤夹在玻璃板之间并填充折射率匹配液,运用800 nm钛蓝宝石飞秒激光通过50×显微物镜聚焦在双包层光纤内,单脉冲曝光后得到了直径为1.5μm圆形光斑,方法简单,易于操作。光斑质量的提高扩展了飞秒激光在光纤微细结构制作中的应用。

带空间滤波器的激光聚焦系统对多模激光的聚焦

本文简单介绍了使用带空间滤波器的激光聚焦系统对多模激光进行聚焦的结果。

非球面光纤激光聚焦镜

在目前光纤激光设备的聚焦系统中，普遍采用的是传统的单片或者多片式球面聚焦镜。由于球面镜的特性，其在像差控制方面存在缺陷，在聚焦光斑的均匀性，焦深范围的一致性等都受到像差影响而对高质量加工造成一定的影响，而非球面透镜在进行聚焦或者准直时不会在传输波前中引入球差，对于单色光源，球差往往是限制单个球面透镜进行聚焦或者准直时达到衍射极限性能的主要因素，非球面聚焦镜在大多数的激光应用领域都能达到极限的衍射性能。因此，非球面透镜在高质量激光应用中具有非常明显优势的选择。

基于STM32的太阳模拟器控制系统设计

聚焦型太阳模拟器应用于光热发电相关试验,主要由风冷系统、光学系统、机械系统、控制系统组成。为了消除系统的人工安装误差、减小光斑调整误差,设计了基于STM32处理单元,结合PID算法,采用RS485通信标准,以液晶触摸屏为输入输出单元的太阳模拟器控制系统。该系统主要包括氙灯光强度控制、氙灯阴极温度控制、氙灯单元俯仰、平移控制等模块。通过对控制系统的搭建,实现了光斑面积与焦平面的位置调整,以及氙灯阴极温度的检测与控制,有效解决了多光源系统焦点光斑汇聚重合的问题。

大功率激光光束聚焦光斑功率密度分布直接测量仪的研究

针对激光加工大功率激光功率密度分布测量的要求 ,采用空心探针扫描采样测量法 ,提出并建立了被测激光经探针小孔、探针内通道传输的数学物理模型 ,经计算 ,给出了包括探针微孔孔径、探针内通道尺寸、系统采样点数等系统参数 ,设计了新的测量系统 ,实现了对大功率激光光束、聚焦光斑功率密度分布的直接测量 ,测量结果与理论计算相吻合。测量仪能对CO2 激光和YAG激光进行直接测量 ,测量的功率大于 10kW ,功率密度大于 10 7W /cm2 ,测量激光光束的最大直径为 6 0mm ,激光聚焦光斑的直径小于 0 5mm。

多程放大系统光学元件静态波前畸变研究

通过研究光学元件静态波前畸变对多程放大系统光传输的影响,给出了满足聚焦光斑要求的均方根梯度值以及光学元件加工误差的最大允容值。加工误差的峰谷值不超过λ/3、均方根值不超过0.079λ,相位梯度的峰谷值不超过0.033λ/cm、相位梯度均方根不超过0.007λ/cm。通过光传输模拟程序校验了波前畸变的相干叠加和非相干叠加规律。

高功率超短脉冲激光的远场描述方法

以随机统计和数值模拟为研究手段,对高功率超短脉冲激光的远场描述方法进行了分析研究。结果表明:对理想超高斯光束,半高全宽内包含的能量百分数最大不超过70%,且随着阶数增大而逐渐降低。在光束质量较好时,远场焦斑的半高全宽基本保持不变。由焦斑的半高全宽计算得到的聚焦功率密度,与半高全宽之间没有明确的关系,但与Strehl比以及半高全宽内包含的能量之间具有明确的线性增长关系。对追求高的功率密度的激光脉冲,单纯用半高全宽或者几倍的衍射极限来描述远场是远远不够的,用Strehl比或者半高全宽内包含的能量百分数来表征功率密度更为恰当。