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可以量產(chǎn)/n波長(zhǎng)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(kāi)展了808nm、980nm和1064nm等波段光子晶體激光器研究。“先進(jìn)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(jiǎng)二等獎(jiǎng)，光子晶體高功率高亮度激光器被評(píng)為“2014中國(guó)光學(xué)重要成果”。市場(chǎng)預(yù)期：半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個(gè)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(kāi)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(tái)或多臺(tái)，每 臺(tái)激光器對(duì)應(yīng)至少二個(gè)工位；控制系統(tǒng)用于控制各工位內(nèi)組件的運(yùn)動(dòng) 以及所述激光器激光的輸出狀態(tài)；每個(gè)工位均包含一套激光成型模塊 及其對(duì)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(shí)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(kāi)了一種陣列式激光掃描器，它包括成底座、控制驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)和陣列布置的若干個(gè)子鏡；所述若干個(gè)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(shí)不相互碰到；所述控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與所述 N 個(gè)子鏡中的壓電驅(qū)動(dòng)器連 接，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)反射鏡偏轉(zhuǎn)角度的開(kāi)環(huán)控制。本發(fā)明能夠通過(guò)多光束 掃描的方式將多個(gè)小掃描場(chǎng)拼接為大掃描場(chǎng)同時(shí)保證掃描角度和掃描 頻率，每個(gè)子鏡也能獨(dú)立掃描，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)探測(cè)。本發(fā)明

本實(shí)用新型提供了一種激光束現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置，包括標(biāo)定板、調(diào)平裝置、CCD 相機(jī)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(gè)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(jī)用于對(duì)投射有光斑的標(biāo)定板進(jìn)行成像；所述處理器用于對(duì)成像進(jìn)行數(shù)字圖像分析得到激光束與機(jī)床主軸的偏角。本實(shí)用新型通過(guò)機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)激光位移傳感器，采用 CCD 相機(jī)拍攝激光束光斑在標(biāo)定板上的圖像，通過(guò)數(shù)字圖像分析精確測(cè)定激光束的方位特性，以對(duì)后期的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。

裝備制造業(yè)是一個(gè)國(guó)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(guó)家裝備制造水平的重要標(biāo)志。我國(guó)是機(jī)床制造和消費(fèi)大國(guó)，但不是強(qiáng)國(guó)，高檔數(shù)控機(jī)床主要依賴進(jìn)口。2018年我國(guó)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(guó)裝備制造水平提升。 國(guó)家中長(zhǎng)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(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)。本項(xiàng)目面向這一國(guó)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(cè)量?jī)x，通過(guò)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(jì)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(cè)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(jì)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(chǎng)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(shí)，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(shí)，用于熱傳導(dǎo)的作用，還是會(huì)造成中心與邊緣的溫度場(chǎng)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(jì)的環(huán)形光斑，有利于獲得相對(duì)均勻性的溫度場(chǎng)分布和相對(duì)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(gè)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(chǎng)分布 【痛點(diǎn)問(wèn)題】 現(xiàn)有基于擺動(dòng)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(wèn)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(jì)上，提出了申請(qǐng)專(zhuān)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(jì)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(wèn)題，本成果通過(guò)螺旋相位板產(chǎn)生渦旋光束來(lái)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(duì)面具有螺旋形狀結(jié)構(gòu)，類(lèi)似于旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(duì)齊，出射的光束相位被改變，附加一個(gè)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(tái)階高度通常為微米量級(jí)，并且初始光束都是通過(guò)擴(kuò)束系統(tǒng)擴(kuò)束的，基本沒(méi)有發(fā)散，因此，螺旋相位板對(duì)光束光強(qiáng)基本沒(méi)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(wèn)題，同時(shí)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(chǎng)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(chǎng)分布 本成果設(shè)計(jì)加工了產(chǎn)生渦旋光束的衍射光學(xué)元件，通過(guò)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(duì)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(kāi)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(lái)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(chǎng)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(chǎng)分布設(shè)計(jì)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