激光打标机中相关光学问题的研究

摘要

本文主要针对双头激光打标机中相关光学问题进行全面的理论分析和实验研究。本文采用LD侧面泵浦激光器，设计平凹腔腔型，在腔长为450mm，工作电流为30A，获得80W激光的稳定输出。采用声光调Q技术，实验测得了调后的激光输出特性，结合实验结果，进行了理论分析。
　　 设计了双头激光打标机的分束系统。对于双光束能量偏差大于打标要求的问题，设计了能量调节装置，获得了两束能量输出偏差＜2％且平行的激光光束。达到了双头打标机的的要求。
　　 构建了BIV系统和APC系统。BIV系统解决了打标工件偏转误差问题，APC系统测量精度优于5％。使得激光打标机的在线观察和能量自动控制方面能力有所提高，提升了打标机的档次。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1激光打标的技术现状和发展趋势

1.2打标用激光器分类

1.3本文的研究来源、目的、意义

1.3.1课题来源

1.3.2研究目的

1.3.3研究意义

本章小结

第二章 激光打标机的光学原理与结构

2.1振镜式激光打标系统原理

2.2激光器

2.3声光Q开关

2.4光束扩束系统

2.5扫描系统

2.6聚焦系统

2.7 BIV系统

2.8.APC系统

2.9冷却系统

2.10 供电系统

本章小结

第三章 LD侧面泵浦固体激光器

3.1 LD泵浦Nd：YAG激光器工作原理

3.1.1 LD泵浦Nd：YAG激光器四能级系统激光模型的建立

3.1.2四能级系统的激光速率方程

3.1.3激光输出

3.2 LD泵浦Nd：YAG激光器工作特性

3.2.1直腔热透镜效应

3.2.2实验测量激光晶体的热效应

3.2.3激光谐振腔的计算

3.3 LD泵浦调QNd：YAG激光器理论

3.4LD侧面泵浦Nd：YAG激光器的实验结果和分析

3.4.1激光器最佳冷却温度的测定

3.4.2抽运能量以及激光器效率的实验研究

本章小结

第四章 双头激光打标机中分束系统的研究

4.1分光系统的基本原理及参数

4.1.1方案的基本技术要求

4.1.2激光分束需解决的问题

4.2分光实验

4.2.1分光功率测试实验

4.2.2角度改变对功率输出影响实验

4.2.3分光系统中分束同一性实验

4.2.4双光束照射方向的调节

4.2.5双光束间距的调节

本章小结

第五章 BIV系统的研究

5.1 CCD相机基本结构和主要性能

5.1.1 CCD基本结构

5.1.2彩色CCD相机的工作原理

5.2 BIV系统(第二代机械视觉系统)

5.2.1光源

5.2.2光学镜头

5.2.3 CCD相机

5.3 BIV系统在激光打标机光路和工作原理

5.4 BIV系统在打标机应用中的小角度测量研究

本章小结

第六章 APC系统的研究

6.1系统组成及工作原理

6.2整体结构及光路

6.3主要器件特性

6.4安装与调试

本章小结

总结

致谢

参考文献