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已有樣品/n該項目采用自主設(shè)計裝置和編寫的軟件，實現(xiàn)嵌入式控制，能夠?qū)Τ堂}沖的脈沖寬度和相位做出精確的測量：波長范圍：400nm-2000nm，脈沖寬度15fs-20000fs，重復(fù)頻率：同步測量-100MHz。目前國內(nèi)相應(yīng)的相應(yīng)設(shè)備均需盡快美國和德國產(chǎn)品，單機價格在15萬元左右，且計算程序運行電腦需要另配。該儀器與其他產(chǎn)品在性能相比接近的同時，實現(xiàn)直接的控制與顯示。

可以量產(chǎn)/n波長范圍905-1064nm、水平、垂直發(fā)散角<10度；直流輸出功率>5W;窄脈沖輸出功率>20W;光子晶體激光器模塊窄脈沖輸出功率>130W；并與傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器工藝相兼容。此外還開展了808nm、980nm和1064nm等波段光子晶體激光器研究。“先進半導(dǎo)體光子晶體激光器技術(shù)研究”獲得2013年度北京市科學(xué)技術(shù)獎二等獎，光子晶體高功率高亮度激光器被評為“2014中國光學(xué)重要成果”。市場預(yù)期：半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個光電子學(xué)領(lǐng)域，已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的核

本發(fā)明公開了一種高效的多工位選區(qū)激光熔化快速成型裝備， 包括控制系統(tǒng)、激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)和工位，激光器為一臺或多臺，每 臺激光器對應(yīng)至少二個工位；控制系統(tǒng)用于控制各工位內(nèi)組件的運動 以及所述激光器激光的輸出狀態(tài)；每個工位均包含一套激光成型模塊 及其對應(yīng)的掃描系統(tǒng)和輔助裝置；激光成型模塊為 SLM 裝置中的成型 腔，掃描系統(tǒng)由至少一套振鏡系統(tǒng)組成；輔助裝置用于實現(xiàn) SLM 成型 所需的預(yù)熱或/和氣體凈化循環(huán)；由激光器發(fā)出

本發(fā)明公開了一種陣列式激光掃描器，它包括成底座、控制驅(qū) 動系統(tǒng)和陣列布置的若干個子鏡；所述若干個子鏡按照相同的朝向排 列，均固定在底座上；各相鄰子鏡之間留有間距，使相鄰子鏡在傾斜 時不相互碰到；所述控制驅(qū)動系統(tǒng)與所述 N 個子鏡中的壓電驅(qū)動器連 接，用于實現(xiàn)對反射鏡偏轉(zhuǎn)角度的開環(huán)控制。本發(fā)明能夠通過多光束 掃描的方式將多個小掃描場拼接為大掃描場同時保證掃描角度和掃描 頻率，每個子鏡也能獨立掃描，實現(xiàn)多目標(biāo)探測。本發(fā)明

本實用新型提供了一種激光束現(xiàn)場標(biāo)定裝置，包括標(biāo)定板、調(diào)平裝置、CCD 相機和處理器；所述標(biāo)定板設(shè)置于調(diào)平裝置上，其具有三個通孔，其中第一通孔和第二通孔連線與第一通孔和第三通孔連線垂直；所述 CCD 相機用于對投射有光斑的標(biāo)定板進行成像；所述處理器用于對成像進行數(shù)字圖像分析得到激光束與機床主軸的偏角。本實用新型通過機床各軸的運動帶動激光位移傳感器，采用 CCD 相機拍攝激光束光斑在標(biāo)定板上的圖像，通過數(shù)字圖像分析精確測定激光束的方位特性，以對后期的測量結(jié)果進行補償。

裝備制造業(yè)是一個國家的脊梁”；五軸數(shù)控機床作為高端裝備的代表，是加工復(fù)雜空間曲面的唯一手段，起著不可替代的作用，成為衡量國家裝備制造水平的重要標(biāo)志。我國是機床制造和消費大國，但不是強國，高檔數(shù)控機床主要依賴進口。2018年我國機床進口總額165億美元(占機床消費總額近57%），由于禁運，制約我國裝備制造水平提升。 國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃設(shè)立了“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項。本項目面向這一國家重大需求，研制了激光高精度多誤差參數(shù)的快速綜合測量儀，通過誤差補償，顯著提高數(shù)控機床的制造與加工精度。

本發(fā)明涉及一種激光雷達系統(tǒng)回波能量的計算模型。本模型基于光線追跡方法，可用于任意激光強 度分布、任意孔徑遮擋的共軸或雙軸激光雷達系統(tǒng)，獲取探測器于任意像面位置處所接收的激光回波能 量。本發(fā)明提出的激光回波能量計算模型具有普適性強、精度高、速度快等特點。 

【研究背景】 圖1所示高斯光斑、平頂圓光斑和環(huán)形光斑作用在材料上的光強與溫度場分布示意圖，常規(guī)高斯光束能量分布不均勻，中心能量強邊緣能量弱，使用高斯分布聚焦光斑進行激光焊接時，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化氣化蒸發(fā)，從而產(chǎn)生飛濺、形成凹陷和空洞等缺陷。平頂光斑作用在材料上時，用于熱傳導(dǎo)的作用，還是會造成中心與邊緣的溫度場分布不均勻，焊接熔深呈現(xiàn)月牙分布。控制飛濺、凹陷和空洞等缺陷的關(guān)鍵因素是控制激光束的能量分布，減少中心材料溫度和以及焊點中心和邊緣的溫度差。合理設(shè)計的環(huán)形光斑，有利于獲得相對均勻性的溫度場分布和相對均勻的熔深分布，減少飛濺、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接應(yīng)用的一個技術(shù)發(fā)展方向。 圖1 不同光斑的光強分布和在材料上的溫度場分布 【痛點問題】 現(xiàn)有基于擺動掃描方式和點環(huán)形模式可調(diào)光纖激光器，在一定程度上解決了激光焊接的飛濺問題，但是存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備制造成本和維護成本高，而且不太適合高精密或大功率厚板的激光焊接。 【解決方案】 本成果從激光光學(xué)聚焦頭的設(shè)計上，提出了申請專利技術(shù)的基于衍射光學(xué)元件和折射光學(xué)元件的環(huán)形光斑或點環(huán)產(chǎn)生方法，結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活方便，可適用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。 （1）基于衍射光學(xué)元件的環(huán)形光斑產(chǎn)生方法 為了解決能量分布不均勻以及光束敏感性的問題，本成果通過螺旋相位板產(chǎn)生渦旋光束來獲得環(huán)形光斑進行焊接。螺旋相位板是一種具有固定折射率的透明板，其一面是平面結(jié)構(gòu)，相對面具有螺旋形狀結(jié)構(gòu)，類似于旋轉(zhuǎn)臺階，如圖2所示。 圖2 螺旋相位板結(jié)構(gòu) 螺旋相位板其厚度隨著方位角的變化而變化。高斯分布的激光束從螺旋相位板平面端面入射，光束中心與螺旋相位板中心對齊，出射的光束相位被改變，附加一個螺旋相位因子，能量分布變?yōu)榄h(huán)形分布，出射的光束變?yōu)闇u旋光束，其中l(wèi)為渦旋光束的拓?fù)浜蓴?shù)，影響渦旋光束能量較低區(qū)域的大小。螺旋相位板的臺階高度通常為微米量級，并且初始光束都是通過擴束系統(tǒng)擴束的，基本沒有發(fā)散，因此，螺旋相位板對光束光強基本沒有衰減，而只是改變光束的相位。利用螺旋相位板產(chǎn)生的渦旋光束解決了能量分布均勻性的問題，同時用螺旋相位板產(chǎn)生的渦旋光束的穩(wěn)定性好，環(huán)形的能量分布特點，不容易受到外界其他因素影響，可以較為穩(wěn)定地保持光斑均勻性。本成果具體產(chǎn)生渦旋光束的光路圖如圖3所示。表1給出了不同拓?fù)鋽?shù)渦旋光束的光場分布。 圖3 產(chǎn)生渦旋光束的光路圖 表1 不同拓?fù)鋽?shù)渦旋光束的光場分布 本成果設(shè)計加工了產(chǎn)生渦旋光束的衍射光學(xué)元件，通過組合獲得了不同拓?fù)鋽?shù)的渦旋光束，圖4給出實驗生產(chǎn)的渦旋光束，相對其他方法產(chǎn)生的環(huán)形光斑，采用渦旋光束方式產(chǎn)生環(huán)形光斑的好處是，離開焦面還能保持環(huán)狀光強分布。除了在激光增材制造有用外，這種光束未來在切割、焊接、打孔等方式都有應(yīng)用，可以獲得更好的溫度場分布和更好的激光加工效果。 圖4 實驗生產(chǎn)的渦旋光束 （2）基于折射光學(xué)元件的環(huán)形光斑或點環(huán)光斑產(chǎn)生方法 圖5為基于折射光學(xué)元件的環(huán)形光斑的產(chǎn)生方法，包括透射式的和全反射式的結(jié)構(gòu)，后面根據(jù)不同的焊接溫度場分布設(shè)計不同組合的環(huán)形光斑。 （a）三鏡方案 （b）兩鏡方案 （c）單鏡方案 圖5 基于折射光學(xué)元件的環(huán)形光斑的產(chǎn)生方法