实时数字动态聚焦系统

现代回波图像设备的主要要求之一是,在实时工作情况下,整个成像场内均能够获得高分辨率图像。为达到此要求,需要采用动态聚焦阵列探头和宽频带电子系统。通过延迟每个阵列元件中的发射和接收信号。即可实现动态超声束聚焦和偏转。用昔通的模拟电子技术来实现这一点是困难的。因而在最近几年中,数字处理装置已经转向波阵面相探阵设备。

激光导星动态聚焦系统模拟分析及设计

增加激光导星的散射层采样厚度可以提高波前探测器的探测能量,但是存在探测光斑弥散问题。针对该问题,分析并设计了动态聚焦系统。首先分析了采样厚度对波前探测能量的影响,结果显示,波前探测能量随着采样厚度非线性增大,当采样厚度为4 km、激光脉冲能量为10 m J时,望远镜子孔径接收到的光子数为120,满足探测精度要求。然后分析了光斑弥散对波前探测精度的影响,当采样厚度为4 km时,波前探测误差约为0.5λ,探测误差较大。为了实现精确探测,依据分析结果设计了动态聚焦系统,将聚焦反射镜的移动距离由111 mm缩小到100μm、移动速度由4200 m/s降低到3.8 m/s,满足应用需求。最后利用Zemax软件进行优化,结果表明,对于4 km采样厚度,光学系统均能实现理想成像。

利用动态聚焦系统UB16的表面测试

1.引言精确测量表面的技术特性,如粗糙度达几纳米,形状偏差达几十纳米以及同等量级的机械动态操作的波动性,变得越来越重要,因此过去几年完善和新发展了几种测量法。在几种非接触光学测量法中,动态聚焦法由于其测得的表面轮廓信息量大、水平和垂直分辨率高,动态性能明显、操作简便且接近实用而占重要地位。发展技术的出发点是高水平,这一点近几年已用光盘技术重现音频和视频信号达到。光盘存储信息的扫描问题是可在粗糙的工件表面传输,于是发展了利用动态聚焦原理的表面测量仪,显示出众和广泛的应用可能性。

应用于激光扫描投影仪器的动态聚焦技术研究

为了实现激光投影仪器或系统的自动聚焦,研究搭建了激光动态聚焦系统。该系统可依据背向反射光强信号的变化调节聚焦系统的镜组间距,使激光扫描投影系统能够在不同距离的投影面上聚焦出最小光斑,从而提高系统的定位精度。根据激光动态自聚焦系统的原理,设计了光学杠杆型和反远距型2种动态自聚焦方案,并推导出相应的数学模型;利用ZEMAX光学设计软件进行仿真实验,通过比较得出响应更加灵敏、结构更加合理的自聚焦系统;搭建新型自聚焦激光扫描投影系统对动态自聚焦性能进行了验证。实验结果表明:反远距型动态自聚焦系统更加合理,在4.5m处的投影面上,汇聚光斑直径最优可达0.2mm,可使激光扫描投影仪在进行辅助装配时的定位准确度提高至0.1mm,能够达到先进制造装配工程中零部件的精准定位要求。

金属络合物激光物化改性研究

利用激光照射掺杂金属络合物的非金属材料,可使被照射过的区域经过敏化处理后,进行化学镀铜、镀镍等,进而形成导电通道,呈现出金属导体的性质,而没有经过激光照射的区域仍然保持原有的非金属特性。实验采用Nd:YAG激光器,经声光调制后,通过动态聚焦系统和二维振镜实现三维扫描,并经过f-theta透镜聚焦到金属络合物表面。通过调制频率1,3,10和20 kHz的激光调制进行对比实验,实现镀铜层厚度11μm以上,镀镍层厚度2μm以上,在同一种材料表面实现了金属和非金属特性共存的状态。