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裝備制造業(yè)是一個國家的脊梁”；五軸數(shù)控機(jī)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(jī)床制造和消費(fèi)大國，但不是強(qiáng)國，高檔數(shù)控機(jī)床主要依賴進(jìn)口。2018年我國機(jī)床進(jìn)口總額165億美元(占機(jī)床消費(fèi)總額近57%），由于禁運(yùn)，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(jī)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(bǔ)償，顯著提高數(shù)控機(jī)床的制造與加工精度。

本發(fā)明涉及一種激光雷達(dá)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(qiáng) 度分布、任意孔徑遮擋的共軸或雙軸激光雷達(dá)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(qiáng)、精度高、速度快等特點(diǎn)。 

【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(qiáng)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(qiáng)邊緣能量弱，使用高斯分布聚焦光斑進(jìn)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(diǎn)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(qiáng)分布和在材料上的溫度場分布 【痛點(diǎn)問題】 現(xiàn)有基于擺動掃描方式和點(diǎn)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(hù)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(diǎn)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(jìn)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(kuò)束系統(tǒng)擴(kuò)束的，基本沒有發(fā)散，因此，螺旋相位板對光束光強(qiáng)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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)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

本發(fā)明公開了一種用于激光脈沖整形的等離子體開關(guān)，該等離 子體開關(guān)的背景氣體中混有易電離的氣體，并使氣體能夠處于不斷流 動的狀態(tài)，開關(guān)中還放置有冷卻裝置。易電離的氣體可以為三乙胺。 開關(guān)的具體結(jié)構(gòu)包括真空腔，以及位于真空腔內(nèi)的第一透鏡、第二透 鏡、風(fēng)扇和熱交換器；第一透鏡、第二透鏡為兩個相同的 ZnSe 透鏡， 真空腔上開有兩個正對的觀察窗，用于激光的輸入和輸出；真空腔的 兩個觀察窗的中心，與第一透鏡、第二透鏡的中心在

成果與項目的背景及主要用途 我國城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的交通供給能力不能滿足現(xiàn)實(shí)和潛在的交通需求，基礎(chǔ)設(shè)施短缺與其利用的低效率并存，交通管理智能化可以提高路網(wǎng)通行效率、提高道路利用率；智能化、全天候的交通信息采集處理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能化管理的前提和基礎(chǔ)。 本成果發(fā)明了一種具有安全、無障礙、全天候、在多車道及各種速度下準(zhǔn)確測量車速、流量、車型和道路利用率等多種信息的交通信息采集、信息處理系統(tǒng)，包含激光測量裝置和交通信息智能處理軟件兩個組成模塊。

本發(fā)明公開了一種激光加工設(shè)備的光纖承載支架，其是由相互平行的橫梁和光纖承載支座、以及橫跨在兩者的左右立柱共同構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，其中橫梁用于提供激光頭執(zhí)行左右移動的軌道；光纖承載支座上設(shè)置有掛鉤組件，該掛鉤組件由多個間隔分布的掛鉤一體構(gòu)成并可沿著承載支座左右滑動，光纖從光纖激光器引出并依次呈環(huán)形地纏繞經(jīng)過這些掛鉤，其末端連接至激光頭；此外光纖承載支座和左右立柱上分別設(shè)置有滑輪，兩根纜線分別繞過沿著順時針和逆時針方向繞過三個滑輪并各自連接在激光頭和掛鉤組件的左右兩側(cè)，由此提供激光頭與光纖之間的同步移動。通

?  成果簡介：該項目采用高功率高效半導(dǎo)體單管激光器做為泵浦源，利用摻雜雙包層光纖、光子晶體光纖、雙包層光纖光柵，采用特有的高效驅(qū)動電源技術(shù)，為大功率光纖激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化提供最佳的解決方案。大功率光纖激光器是近年來發(fā)展的最新激光技術(shù)之一，是大功率激光器小型化、全固化、集成化發(fā)展的一個重要方向和趨勢，是繼燈泵固體激光器、半導(dǎo)體泵浦固體激光器之后的第三代激光器，是當(dāng)前國際上著力開發(fā)的新型激光器件，已成為激光在軍事和商業(yè)應(yīng)用中的重要技術(shù)。該項目將實(shí)現(xiàn)532nm、1064nm、1540nm

本系列激光雷達(dá)具有更高精度、更小盲區(qū)、更大視野、更加小巧等特點(diǎn)，且實(shí)現(xiàn)了更復(fù)雜情況的檢測與適用性，如GD-B型支持地毯、電線、臺階、懸崖等的檢測，GD-C型實(shí)現(xiàn)的固態(tài)無需旋轉(zhuǎn)的360°避障，且支持多機(jī)不互擾等優(yōu)點(diǎn)，具有行業(yè)先進(jìn)水平，且在一定范圍內(nèi)降低了成本，具有量好的市場經(jīng)濟(jì)前景。

本實(shí)用新型公開一種觸發(fā)式激光測速夾持裝置，包括固定基板、固定立柱、高度調(diào)節(jié)組件、調(diào)節(jié)座和夾持調(diào)節(jié)組件；固定立柱豎直安裝于固定基板的上端面；高度調(diào)節(jié)組件包括滑套、調(diào)節(jié)臂和配重臂；滑套滑動套設(shè)于固定立柱，調(diào)節(jié)臂一端水平固定安裝在滑套的一端上；配重臂一端水平固定安裝在滑套的另一端上，且調(diào)節(jié)臂與配重臂位于同一直線上；調(diào)節(jié)座上設(shè)有相互獨(dú)立的第一安裝孔和第二安裝孔，調(diào)節(jié)座通過第一安裝孔滑動安裝在調(diào)節(jié)臂上；夾持調(diào)節(jié)組件包括調(diào)節(jié)桿和用以夾持激光發(fā)射器或激光接收器的夾持座，調(diào)節(jié)穿設(shè)在第二安裝孔，夾持座安裝于調(diào)節(jié)桿下端。本實(shí)用新型技術(shù)方案方便在對不同車型進(jìn)行測速時快速準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)激光發(fā)射器或激光接收器的安裝姿態(tài)。 （注：本項目發(fā)布于2020年）

1.逆向工程：根據(jù)對實(shí)物樣件進(jìn)行激光掃描采集數(shù)據(jù)，運(yùn)用CATIA進(jìn)行逆向設(shè)計，得到三維數(shù)模，輸出二維產(chǎn)品圖。 2.產(chǎn)品檢測：掃描儀提取實(shí)物三維數(shù)據(jù)，對比設(shè)計數(shù)據(jù)（利用產(chǎn)品圖建立的數(shù)模），檢測產(chǎn)品誤差。 該項技術(shù)是一種非常高效的產(chǎn)品設(shè)計思路和方法，可以迅速、精確、方便地獲得實(shí)物的三維數(shù)據(jù)及模型。該技術(shù)有以下優(yōu)勢：①改變了傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)模式，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)的時間周期，提高了產(chǎn)品研發(fā)的成功率以及產(chǎn)品對于市場的快速響應(yīng)能力，為產(chǎn)品提供了先進(jìn)的開發(fā)、設(shè)計及制造的技術(shù)支撐。②該項技術(shù)使產(chǎn)品外形設(shè)計變得簡單易行，對于曲率復(fù)雜的產(chǎn)品（如汽車車身等），采用該項技術(shù)可快速的將概念設(shè)計的實(shí)物模型轉(zhuǎn)化為三維模型，從而便于模具的設(shè)計和開發(fā)。