激光技术论文范文

激光技术论文范文第1篇

论文摘要：本文论述了激光探测系统信息接口技术；讨论了激光探测接口的一般设计思想。

1引言

激光具有波长单一和良好的方向性，所以和传统的探测方法相比，激光探测具有精度高，抗干扰能力强等特点，在激光测距、激光雷达、激光告警、激光制导、目标识别等军事领域，都得到了广泛应用。针对不同武器系统的需求，激光探测系统接口呈现出多样性。

近年来，随着应用需求和集成化度的增加，激光探测系内部、激光探测系统和各武器平台之间集成了不同厂商的硬件设备、数据平台、网络协议等，由此带来的异构性给探测系统的互操作性、兼容性及平滑升级能力带来了问题。

对激光探测系统而言，接口技术的设计是整个系统集成的关键技术。一个激光探测系统的设计、实施，有很大的工作量是在接口的处理上，好的接口设计可以提高系统的稳定性、运行效率、升级能力等，本文以激光探测系统接口技术为研究对象，着重分析其接口技术类型、设计考虑因素和验证方法。

2激光探测系统几种主要接口技术

接口是多要素或多系统之间的公共边界部分，对激光探测系统的接口包括机械接口、电气接口、电子接口、软件接口等，本文着重讨论电子接口。按物理电气特性划分，常用的激光探测系统接口类型可分为以下几类：

1TTL电平接口：最通用的接口类型，常用做系统内及系统间接口信号标准。驱动能力一般为几毫安到几十毫安，在激光探测系统中主要应用是作为长距离的总线数据和控制信号的传输

2CMOS电平接口：速度范围与TTL相仿，驱动能力要弱一些。

3ECL电平接口：为高速电气接口，速率可达几百兆，但相应功耗较大，电磁辐射与干扰与较大。

4LVDS电平接口：在标准中推荐的最大操作速率是655Mbps，电流驱动模式，信号的噪声和EMI都较小。

5GTL接口电平：低电压，低摆幅，常用作背板总线型信号的传输，虽然使用频率一般在100MHz以下，但上升沿一般都比较陡，特别是对沿敏感的信号，如时钟信号。

6RS-232电平接口：为低速串行通信接口标准，电平为±12V，用于DTE与DCE之间的连接。RS-232接口采用不平衡传输方式，收、发端的数据信号是相对于信号地的电平而言，其共模抑制能力低，传输距离近，多用于点对点接口通讯。

7RS-422/RS-485接口：采用平衡方式传输，采用差分方式，使其在通讯速率、抗干扰性和传输距离较RS-232接口有较大改善。多用于多点接口通迅。RS485电平接口可驱动32个负载，忍受-7V到12V共模干扰。

9光隔离接口：能实现电气隔离，更高速率的器件价格较昂贵。

10线圈耦合接口：电气隔离特性好，但允许信号带宽有限

11以太网：经常采用的是10Base-T和100Base-T两种主流标准，主要应用激光探测系统和分系统之间的接口通讯和数据传输。以太网接口具有性价比高、数据传输速率高、资源共享能力强和广泛的技术支持等众多优点。

12USB接口：USB总线接口是一种基于令牌的接口，USB主控制器广播令牌，总线上的设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过发送和接收数据对主机作出响应，其最大的优点是安装配置简单。

3激光探测系统接口方案设计考虑因素

随着大规模数字处理芯片和高速接口芯片的迅猛发展，激光探测系统也呈现出智能化、小型化、模块化的趋势。在激光探测系统中，信息接口的设计逐渐向标准化、网络化、多节点、高速等方向展

3.1接口信号传输中的干扰噪声

3.1.1接口信号传输中的主要干扰形式

a)串模干扰：杂散信号通过感应和辐射的方式进入接口信道的干扰。串模干扰的产生原因主要是传输中插件等所产生的接触电势、热电势等噪声引起的。

b)共模干扰：干扰同时作用在两根信号往返线上，而且幅指相同。共模干扰产生的原因，主要是传输线路较长，在发送端和接收端之间存在着接地的电位差。

3.1.2接口信号传输中的抗干扰措施

a)传输线的选择

为了抑制由于杂散电磁场通过电磁感应和静电感应进入信道的干扰，接口传输线应尽量选用双绞线和屏蔽线，并将屏蔽层接地，而且屏蔽层的接地要于激光探测系统一端浮地的结构形式配合，不要将屏蔽线层当作信号线和公用线。

b)传输线的平衡和匹配

采用平衡电路和平衡传输结构是抑制共模干扰的有力措施。目前广泛使用的是差分式平衢性线电路，例如RS-422/RS-485标准串口电路。

接口信号传输时还要考虑与传输线特性阻抗的匹配问题。一般长线传输的驱动器接收器都适用于驱动特性阻抗为50Ω—150Ω的同轴电缆和双绞线，一般接口接收器的输入阻抗要比传输线的特性阻抗大，因此要设法将两者匹配，最好将发送端和接收端匹配。

控制信号线的具体配置：控制信号线要和强电、数据总线、地址总线分开，尽量选用双绞线和屏蔽线，并将屏蔽层接地。

c)隔离技术：电位隔离是常用的抗干扰方法，接口信号采用光电隔离和电磁隔离可以切断接口内外线路的电气连接，从而减弱露流、地阻抗耦合等传导性干扰的影响。3.2接口硬件的选择原则：

3.2.1为各类接口选择合适的总线接口芯片、接口总线，并设计具体的接口电路。

3.2.3选择接口芯片时应根据激光探测系统CPU/MPU类型，总线类型／宽度和系统所完成的功能并按照高效、经济、可靠，方便、简单的原则来确定。

3.2.4设计具体的接口电路应具体考虑电源问题

3.2.5数据／命令的锁存和驱动

激光探测系统内部及激光探测系统和其他系统间实施数据／命令传输时，一般采用数据锁存技术来适应双方读写的时间要求。

3.3接口的实时性

由于激光探测系统对数据处理和传输的实时性要求很高，设计时要使时钟抖动、通道间时延、工作周期失真以及系统噪声最小化，所以设计接口时尽量选用高通讯速率和同步工作方式。

接口软件的设计原则

同步通讯系统软件设计要充分考虑数据流量的控制，最好在数据发送方发送数据时每隔一段时间插入一段空闲时间，从而保证数据同步传输的可靠性。

异步通讯系统软件设计要充分考虑合理的数据校验方式，可以根据系统要求选择冗余校验、校验和、冗余校验的方法。

4激光探测系统接口方案设计验证

构建高速有效的激光探测系统接口是非常有挑战性的，并且设计者需要在设计接口前后就考虑多个因素，详细的系统级的验证都是必须的。

4.1设计前的验证

基于指令集模拟器和硬件模拟器软硬件模拟技术是一种高效、低代价的系统验证方法。接口设计软件采用汇编，C，C++等语言编写，用户编写的接口源程序经过交叉编译器和连接器编译，输入到软件指令集模拟器进行软件模拟。而接口硬件验证则采用硬件描述语言如VHDL设计，经过编译后由硬件模拟器模拟。但设计前的验证也有一定的局限性，比如只能验证数字接口和验证环境理想化等缺点。这些都需要设计后的验证

4.2设计后的验证

最常见的验证方法是制作模拟激光探测系统内部接口和系统间外部接口的通用信号源，通用信号源可以模拟探测系统内部的如主回波、时统、显示、键盘等信号，也可以模拟输入外部操控命令，并将激光探测系统状态、测量数据等信息显示输出。

4.3通过验证，发现问题，修改设计，然后再模拟，最终完成满足要求的软硬件接口设计。

5结束语

激光技术论文范文第2篇

0引言

激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，是指激光表面熔敷技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法[1~3]。如对60#钢进行碳钨激光熔覆后，硬度最高达2200HV以上，耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后，将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对比，发现前者的耐蚀性明显高于后者[4]。

激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本,节约贵重稀有金属材料，因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视[1-2、5-7]。

1激光熔覆技术的设备及工艺特点

目前应用于激光熔覆的激光器主要有输出功率为1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。对于连续CO2激光熔覆,国内外学者已做了大量研究[1]。近年来高功率YAG激光器的研制发展迅速,主要用于有色合金表面改性。据文献报道,采用CO2激光进行铝合金激光熔覆,铝合金基体在CO2激光辐照条件下容易变形,甚至塌陷[1]。YAG激光器输出波长为1.06μm,较CO2激光波长小1个数量级,因而更适合此类金属的激光熔覆。

同步注粉式激光表面熔覆处理示意图[8]

激光熔覆按送粉工艺的不同可分为两类:粉末预置法和同步送粉法。两种方法效果相似,同步送粉法具有易实现自动化控制,激光能量吸收率高,无内部气孔,尤其熔覆金属陶瓷,可以显著提高熔覆层的抗开裂性能,使硬质陶瓷相可以在熔覆层内均匀分布等优点。

激光熔覆具有以下特点[2、9]：

(1)冷却速度快(高达106K/s),属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等。

(2)涂层稀释率低(一般小于5%),与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整,可以获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成分和稀释度可控;

(3)热输入和畸变较小,尤其是采用高功率密度快速熔覆时,变形可降低到零件的装配公差内。

(4)粉末选择几乎没有任何限制,特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;

(5)熔覆层的厚度范围大,单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm,

(6)能进行选区熔敷,材料消耗少,具有卓越的性能价格比;

(7)光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷;

(8)工艺过程易于实现自动化。

很适合油田常见易损件的磨损修复。

2激光熔覆技术的发展现状

激光熔覆技术是—种涉及光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的跨学科高新技术。它由上个世纪60年代提出,并于1976年诞生了第一项论述高能激光熔覆的专利。进入80年代,激光熔覆技术得到了迅速的发展,近年来结合CAD技术兴起的快速原型加工技术,为激光熔覆技术又添了新的活力。

目前已成功开展了在不锈钢、模具钢、可锻铸铁、灰口铸铁、铜合金、钛合金、铝合金及特殊合金表面钴基、镍基、铁基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。激光熔覆铁基合金粉末适用于要求局部耐磨而且容易变形的零件。镍基合金粉末适用于要求局部耐磨、耐热腐蚀及抗热疲劳的构件。钴基合金粉末适用于要求耐磨、耐蚀及抗热疲劳的零件。陶瓷涂层在高温下有较高的强度,热稳定性好,化学稳定性高,适用于要求耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化性的零件。在滑动磨损、冲击磨损和磨粒磨损严重的条件下,纯的镍基、钴基和铁基合金粉末已经满足不了使用工况的要求,因此在合金表面激光熔覆金属陶瓷复合涂层已经成为国内外学者研究的热点,目前已经进行了钢、钛合金及铝合金表面激光熔覆多种陶瓷或金属陶瓷涂层的研究[1、10]。

3激光熔覆存在的问题

评价激光熔覆层质量的优劣,主要从两个方面来考虑。一是宏观上,考察熔覆道形状、表面不平度、裂纹、气孔及稀释率等;二是微观上,考察是否形成良好的组织,能否提供所要求的性能。此外,还应测定表面熔覆层化学元素的种类和分布,注意分析过渡层的情况是否为冶金结合,必要时要进行质量寿命检测。

目前研究工作的重点是熔覆设备的研制与开发、熔池动力学、合金成分的设计、裂纹的形成、扩展和控制方法、以及熔覆层与基体之间的结合力等。

目前激光熔敷技术进一步应用面临的主要问题是:

①激光熔覆技术在国内尚未完全实现产业化的主要原因是熔覆层质量的不稳定性。激光熔覆过程中,加热和冷却的速度极快,最高速度可达1012℃/s。由于熔覆层和基体材料的温度梯度和热膨胀系数的差异,可能在熔覆层中产生多种缺陷,主要包括气孔、裂纹、变形和表面不平度[1]。

②光熔敷过程的检测和实施自动化控制。

③激光熔覆层的开裂敏感性，仍然是困扰国内外研究者的一个难题，也是工程应用及产业化的障碍[1、11]。目前，虽然已经对裂纹的形成扩进行了研究[1]，但控制方法方面还不成熟。

4激光熔覆技术的应用和发展前景展望

进入20世纪80年代以来,激光熔敷技术得到了迅速的发展,目前已成为国内外激光表面改性研究的热点。激光熔敷技术具有很大的技术经济效益,广泛应用于机械制造与维修、汽车制造、纺织机械、航海[12]与航天和石油化工等领域。

目前激光熔覆技术已经取得一定的成果,正处于逐步走向工业化应用的起步阶段。今后的发展前景主要有以下几个方面:

(1)激光熔覆的基础理论研究。

(2)熔覆材料的设计与开发。

(3)激光熔覆设备的改进与研制。

(4)理论模型的建立。

(5)激光熔覆的快速成型技术。

激光技术论文范文第3篇

在前面的分析中，本文具体讨论了光学细分系统的设计方案。运动距离测量实验选取光学四细分的光学系统，实验系统如图6所示。系统分为光路部分和信号处理部分。mW和0．5mW，反射镜M4由硅片制成，其反射率大约为0．4。硅片反射镜M4可调节反射方向。角锥棱镜M1、M2和M3的型号为Agilent10767A，具有非常好的光学性能。测量导轨选用的是PI公司的M－5x1．DD型号。二维精密电控平移台（直流电机驱动）单向重复定位分辨率达0．1μm，直线度参数为0．1μm／200mm，最高运行速度50mm／s，量程为200mm。2个测量角锥棱镜被安装在导轨上，通过PI公司的控制软件在计算机上对导轨的运动进行控制，实现对外腔长度的改变。通过运动距离测量结果与PI导轨运动参数的一致性可验证测量方案的可行性。信号处理部分中，由PD探测到的激光自混合干涉信号首先由低噪声前置放大器（Standford，SR560C）进行滤波和放大，一路送入示波器而另一路接着由NI公司的数据采集卡（NI6251）进行AD转换。采集到的数字信号送入PC机中由专业的数据分析软件（LabVIEW）实现信号再次细分以及实时处理重构目标物体的运动距离。测量过程中，示波器可定性观察光学细分的现象，而数据采集卡采集到的信号经过计算机的处理可进行运动距离测量。

2实验过程与结果分析

实验在同一测量环境条件下进行：恒温（20℃±1℃），恒湿（50％±3％）。使激光器预热2h，激光波长稳定在632．8334nm，让导轨以某一速度匀速运动，然后对采集的信号加入电子五细分处理。在本实验系统中，由自混合干涉光路细分原理可知，一个条纹对应的运动距离为λ／8，将此波形通过阈值为0的比较器后得到对应的方波信号，再将方波信号n细分，通过计数方波的个数来得到外部物体实际的运动距离。这样处理后，可以得到的分辨率为λ／8n。一个周期内的正弦波通过过零比较器整形成方波信号，五细分后的波形如图7所示。这样通过计数的方法就可以再次提高分辨率。此外，细分处理前对干涉信号进行了整形，可以显著增强对于叠加在自混合干涉信号上的高斯噪声的抗干扰能力，使测量结果更加稳定可靠。在数字域进行细分时，将上面得到的方波信号改写成二进制码（1111100000），然后将其右移9次，将其奇数次和偶数次的右移结果两两异或，则可以得到（1010101010），即对应的五细分信号及其互补信号（0101010101），实现了对原自混合干涉信号的细分。将PD探测到的微弱信号进行电流－电压（I－V）转换后，变成电压信号，经高通电路去直流后，再经放大电路放大，通过NI公司的数据采集卡USB－6251采集，在PC机上编写LabVIEW程序进行细分计数处理。信号经数字域电子细分后，进行计数后就可以重构并显示物体的实时运动距离。测量实验使用PI精密导轨对实时测量数据进行校准。导轨的移动范围设置为0～200mm，每次匀速步进20mm，移动速度设置为5mm／s，步进10次，每次导轨的示数作为标准；该运动过程由电机自动完成，系统对每次的步进长度进行自动测量记录并给出实时误差，连续记录几十组，选择其中的5组实验数据进行分析。通过拟合曲线与误差分析可以看出，实验结果与实际运动距离有良好的线性关系，且重复性非常的好，实现了使用光学细分与电子细分相结合的方法对物体的运动距离进行实时监测，实验结果与理论分析吻合。

3讨论

激光器作为测量光路的一部分而不能成为一个独立的、波长稳定的光源，其稳定性对测量准确度有很大的影响。空气折射率的变化和角锥棱镜的直角误差也会影响系统的测试精度。1）激光器频率稳定性带来的累计误差。实验中的氦氖激光器输出光在空气中传播的中心波长为632．8334nm，短期频率稳定性为1．5×10－6，因此，在没有反馈时，激光器波长稳定性为δλ＝λδν／ν≈0．9492×10－6μm。当自混合效应反馈系数很低时，频率波动极小。理论计算表明，当外腔长度在百毫米量级时，波长稳定度可以达到10－8的测量准确度，测量不确定度小于0．4μm［9－10］。2）空气折射率变化带来的误差。测量环境的初始条件：空气压强101325Pa，室温20℃，湿度1333Pa。测量过程中，由温度、湿度以及压强传感器可知，只有环境温度会有最大不超过1℃的改变。因此得到折射率的变化为δn≈0．929×10－6。当测量长度为200mm时，测距不确定度小于0．3μm［9］。3）角锥棱镜的直角误差。角锥棱镜的直角误差会直接影响其对光路的反射特性。对于Agilent10767A型号的角锥棱镜，其3个直角误差δθ＜5″。玻璃的折射率为1．56，则测量长度为200mm的测距误差小于0．002μm［11］。由于本实验系统存在3个角锥，则测距不确定度应小于0．006μm。由以上讨论可以知道，影响测量精度的最大因素来自于激光的频率的稳定度。理论上实验系统的测量分辨率可达到波长的1／40。而实际上，受制于激光频率的稳定程度，在弱反馈条件下，百毫米量级运动距离的测量只能达到微米级的测量精度。

4结语

本文实现了一种基于光电混合细分原理的激光自混合干涉测量技术。对于单纯依靠电子细分提高条纹分辨率的测量系统，难以达到λ／40的分辨率，而对于本文的自混合干涉测量系统，无需大量的数字细分即可达到此分辨率。同时也大幅减轻了在条纹计数法中对信号进行大量电子细分的软硬件压力，节省了硬件成本，降低了测量系统的复杂程度。在使用高分辨率导轨进行运动距离测量的实验中，实验结果与实际运动距离有良好的线性关系，能够达到μm精度，且重复性非常的好。对本运动距离测量系统的误差来源以及影响实时测量精度的因素进行了分析。综合考虑光学细分极限以及系统误差来源，得出了系统实际的运动距离测量精度。该系统抗干扰能力强、结构简单，具有良好的应用前景。

激光技术论文范文第4篇

激光与空间技术胡海棠国家科委信息司原常务副司长研究员——一、激光技术——（一）什么是激光与激光技术——激光，是一种自然界原本不存在的，因受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光。物理学家把产生激光的机理溯源到1917年爱因斯坦解释黑体辐射定律时提出的假说，即光的吸收和发射可经由受激吸收、受激辐射和自发辐射三种基本过程。众所周知，任何一种光源的发光都与其物质内部粒子的运动状态有关。当处于低能级上的粒子（原子、分子或离子）吸收了适当频率外来能量（光）被激发而跃迁到相应的高能级上（受激吸收）后，总是力图跃迁到较低的能级去，同时将多余的能量以光子形式释放出来。如果光是在没有外来光子作用下自发地释放出来的（自发辐射），此时被释放的光即为普通的光（如电灯、霓虹灯等），其特点是光的频率大小、方向和步调都很不一致。但如果是在外来光子直接作用下由高能级向低能级跃迁时将多余的能量以光子形式释放出来（受激辐射），被释放的光子则与外来的入射光子在频率、位相、传播方向等方面完全一致，这就意味着外来光得到了加强，我们称之为光放大。显然，如果通过受激吸收，使处于高能级的粒子数比处于低能级的越多（粒子数反转），这种光的放大现象就越明显，这时就有可能形成激光了。——激光之所以被誉为神奇的光，是因为它有普通光所完全不具备的四大特性。——1.方向性好——普通光源（太阳、白炽灯或荧光灯）向四面八方发光，而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内（图8-9），这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。——2.亮度高——激光是当代最亮的光源，只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。太阳光亮度大约是103瓦／（厘米2.球面度），而一台大功率激光器的输出光亮度经太阳光高出7～14个数量级。这样，尽管激光的总能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性。——3.单色性好——光是一种电磁波。光的颜色取决于它的波长。普通光源发出的光通常包含着各种波长，是各种颜色光的混合。太阳光包含红、登、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的可见光及红外光、紫外光等不可见光。而某种激光的波长，只集中在十分窄的光谱波段或频率范围内。如氦氖激光的波长为632.8纳米，其波长变化范围不到万分之一纳米。由于激光的单色性好，为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。——4.相干性好——干涉是波动现象的一种属性。基于激光具有高方向性和高单色性的特性，它必然相干性极好。激光的这一特性使全息照相成为现实。——所谓激光技术，就是探索开发各种产生激光的方法以及探索应用激光的这些特性为人类造福的技术的总称。自1960年美国研制成功世界上第一台红宝石激光器，我国也于1961年研制成功国产首台红宝石激光器以来，激光技术被认为是20世纪继量子物理学、无线电技术、原子能技术、半导体技术、电子计算机技术之后的又一重大科学技术新成就。30多年来，激光技术得到突飞猛进的发展，不仅研制了各个特色的多种多样的激光器，而且激光应用领域不断拓展，并形成了激光唱盘唱机、激光医疗、激光加工、激光全息照相、激光照排印刷、激光打印以及激光武器等一系列新兴产业。激光技术的飞速发展，使其成为当今新技术革命的“带头技术”之一。——（二）各式各样的激光器——在光源中，实现能级粒子数反转是实现光放大的前提，也就是产生激光的先决条件。要实现粒子数反转，需借助外来光的力量，使大量原来处于低能级的粒子跃迁到高能级上去，这个过程我们称之为“激励”。——我们通常所说的激光器，就是使光源中的粒子受到激励而产生受激辐射跃迁，实现粒子数反转，然后通过受激辐射而产生光的放大的装置。激光器虽然多种多样，但使命都是通过激励和受激辐射而获得激光。因此基本组成通常均由激活介质（即被激励后能产生粒子数反转的工作物质）、激励装置（即能使激活介质发生粒子数反转的能源，泵浦源）和光谐振腔（即能使光束在其中反复振荡和被多次放大的两块平面反射镜）等三个部分组成（图8-2）。——经过30余年的发展，各国开发出实用的激光器已超过200种。种类繁多，特点各异，用途也各不相同。激光器有各种不同的分类方法：按工作物质来分有气体、玻璃、晶体、液体、半导体、准分子等激光器，还有化学激光器（靠化学反应而形成受激状态）和自由电子激光器等；按波长来分，覆盖的波长范围包括远红外、红外、可见光、紫外直到远紫外，最近还研制出X射线激光器和正在开发的γ射线光器；按激励方式不同，有光激励（光源或紫外光激励）、气体放电激励、化学反应激励、核反应激励等；按输出方式不同，有连续的、单脉冲的、连续脉冲的和超短脉冲的，等等；从功率输出的大小来看，其中连续的输出功率小至微瓦级，最大可达兆瓦级；脉冲输出的能量可从微焦耳至10万以上焦耳，脉冲宽度由毫秒级到皮秒级乃至飞秒级（1000万亿分之一）。——上述各式各样激光器的出现，主要是为了满足不同的应用目的。如激光加工和某些军用激光都要求高功率激光或高能量激光（即所谓强激光）。有的希望脉冲的时间尽量缩短，以从事某些特快过程的研究。有的还对提高光的单色性、改善输出光的模式、改善光斑的光强分布以及要求波长可调等提出了很高的要求，从而使激光器的探索深度和应用广度得到前所未有的发展。激光器的应用已渗透到各个领域，正在奇迹般地改变着我们的世界。——（三）蓬勃发展的激光应用——激光不仅是20世纪内人类最重大的发明之一，而且激光技术的应用已广泛深入到工业、农业、军事、医学乃至社会的各个方面，对人类社会的进步正在起着越来越重要的作用。——1、激光在信息领域的应用——半导体激光器和光纤放大器是光纤通信的两项关键技术。半导体激光器发出的激光不仅单色性和相干性好，而且光波频率比微波频率又高万倍，故以激光为传递信息的载体，用光纤做信息传递线路的光纤通信，不仅通信质量好、抗干扰能力强、保密性好，而且通信容量比微波通信要提高上万倍。一根比头发丝还细的光纤，就可以同时传输上万路电话或成千路电视节目，从而使通信真正成为通向千家万户的网络新时代。——利用激光技术进行光存储，使信息的存储发生了革命性的飞跃。一张CD声频光盘的记录密度相当于1000万比特／厘米2，可记录78分钟的音乐节目，比密纹唱片要大好几个数量级。一张计算机用的盘径为5英寸的CD-ROM，容量可达650兆比特。一张LD（激光录像盘），或者近几年最热门的VCD（激光视盘，谷称小影碟），以及继VCD之后的新一代视盘DVD（数字视盘），其视像蕴含的信号量比CD又要高千倍，可记录100分钟的清晰度很高的影视节目。CD、VCD和LD不仅已在放像设备市场占有相当大的份额，而且还可以在配有激光驱动器的计算机上播放。——此外，激光打印机、激光传真机、激光照排、激光大屏幕彩色电视、光纤有线电视以及大气激光通讯等均已得到广泛应用。——2、激光在全息术领域的应用——光作为一种波动现象，表征它的物理量有波长（同颜色有关）、振幅（同光的强弱有关）和位相（表示波动起点同基准时间的关系）。人们利用感光的照相方法，只能记录下波长和振幅，所以无论照得多么逼真，看照片和看真的景物总是不一样。而激光具有高相干性，能获取干涉波空间包括相位在内的全部信息。因此，采用激光进行全息摄影，被拍物体的全部信息都被记录在底片上，通过光的衍射，就能复现被摄取物体栩栩如生的立体形象。时至今日，在全息照相的基础上，还进一步发展了全息干涉术、彩色全息及彩虹全息和周视全息等新的全息技术。——全息照相具有三维成像的特点，可重复记录，而且每一小块全息底片都能再现物体的完整立体形象，其用途十分广泛。可广泛用于精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉术研究燃气燃烧过程、机械件的振动模式、蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信用卡的防伪标记已形成产业，用全息照相拍摄珍贵艺术品，不仅欣赏起来令人如临其境，而且为艺术品的修复提供了可靠而逼真的依据。正在发展的全息电视还将为人们增添一种新的生活享受。——二、空间技术——（一）什么是空间技术——空间技术，顾名思义就是探索、开发和利用宇宙空间的技术。现阶段，空间技术又称航天技术。但对“天”目前专家们有两种理解：一是把地球大气层以外的无限遥远空间称之为“天”；另一是把地球大气层外、太阳系以内的有限空间叫做“天”。若按前一种理解，空间技术和航天技术完全是一回事；若按后一种理解，人们把地球大气层以外、太阳系以内的空间活动称之为航天，超出太阳系以外的空间活动称之为航宇。这样，空间技术则应涵盖航天技术和航宇技术。但由于在相当长的时间内，人类主要还是在太阳系内从事活动，因此，当今把航天技术和空间技术视为同义词已得到公认。——我国的航天专家将空间技术的主要特点概括为两个方面：首先空间技术是一门高度综合性的科学技术，是很多现代科学和技术成就的综合集成。它主要依赖于电子技术、自动化技术、遥感技术和计算机技术等众多先进技术的发展。因此，一个国家空间技术的成就，最能体现其科学技术的水平，是衡量其科技实力的重要标志。其次，空间技术是一门快速的、大范围的、在宏观尺度上最能发挥作用的科学技术。比如，通信卫星可以大面积覆盖地面以至全球；气象卫星可以进行全球天气预报；侦察卫星可以及时监视广大地区的军事活动等等。——空间技术区别于一般常规技术的这两大特点，使其对一个国爱的实力和进步起到意想不到的战略性作用：在经济上能产生很高的经济和社会效益，普遍认为，开发利用外层空间资源，其投资效益能达到1∶10以上；在军事上最能显示一个国家的军事实力，一个国家只要占有空间优势，就掌握了军事战略上的主动权；在政治上对提高一个国家在国际活动中的地位影响深远。一项重大空间成就，往往成为国际谈判的重大筹码；在科学技术上还能带动电子、自动化、遥感、生物等学科的发展，并形成包括卫星气象学、卫星海洋学、空间生物学和空间材料工艺学等一群新的边缘科学。——（二）空间技术的重大成就——空间技术的开创和发展是人类开拓宇宙空间的壮丽事业。空间技术自50年代崛起以来，以其辉煌的成就对国际政治、军事产生的影响和对人类经济、文明作出的贡献举世瞩目。几十年来，空间技术取得了重大的成就，其中各类卫星大显神通。

激光技术论文范文第5篇

装备学院从2013年开始开设总装测发测控领域专题研修班（中晋高培训班），作者一直给该班次讲授《科技论文与科研报告写作》课程。学员对本课程非常重视，选修人数一直居所有课程之首。在授课过程中，深切感受到学员听课非常认真，与教员的互动非常热烈，经常会提一些非常有意义的问题。从学员反映的情况来看，大家对科技论文写作课程的渴求非常强烈，对本课程的认可程度很高。从了解的情况来看，专业技术干部撰写和发表科技论文的水平还有较大的提高空间，大家对于发表高水平科技论文的期望很高。只是很多同志平时忙于繁重的科研试验任务，对科技论文写作与发表投入的精力还很不够，迫切需要得到这方面的有效指导。

二、存在的问题及解决措施

（一）怎样才能找到学术上的切入点

很多专业技术干部苦于找不到学术上的切入点，不知道该去写一些什么内容，困惑于怎样才能写出并写好一篇科技论文。举一个实例来说明这个问题，希望能够抛砖引玉，对大家有所启发。最近10多年以来，本文的第一作者主要从事航天推进和应用激光方面的研究工作，撰写和激光推进方面的居多，这些论文包括了实验测试系统的设计、实验方法的改进、推进性能的实验研究、推进性能的理论和数值模拟研究等。发表在军械工程学院学报上的论文“激光推力器液体工质注入系统设计”，所用的研究方法都是航天领域比较成熟的方法，但是我用成熟的方法完成了液体工质激光推进实验研究中的一个难题，较好的解决了工质注入的实时性和浪费问题，这样的文章就有新意，就值得发表。后来，这一套设计还成功申报了国防发明专利。也就是说，一点之见即成文，一篇科技论文能够解决一个小问题，有一个或者两个（当然多了更好）小小的创新点，就完全够了。这里所说的创新点未必是原始创新，作者认为，以Nature和Science为代表的顶级期刊当然是需要原始创新的，但是对于大部分期刊而言，集成创新就够了。

（二）我也完成了很多任务，为什么觉得无从写起

在授课的过程中，很多同学都有这样的疑问：我也完成了很多任务，为什么觉得无从写起？这个问题很大，回答起来很有难度，作者思考了很久，现在把个人观点与大家分享。最重要的原因是研究工作开展的还不够深入。有很多人只是忙于应付上级安排下来的任务，大部分时间是在利用成熟方法完成略有不同的任务。比如说，有些人可以一直在用一种轨道控制方法，完成不同航天发射任务的轨道控制工作，而自己没有深入研究这里面的科学问题。比如说，研究一下是否可以改进轨道控制方法，哪怕这是一种非常成熟的经典方法，在完成实际任务时还是有需要改进的空间的；研究一下如何把某一次航天发射的控制任务，完成的更加出色更加容易。恰恰是很多人没有做到这一点，说的直白一点，甚至是一直疲于应付任务。这样长此以往，就很难有想法，也就很难写出水平较高的科技论文了。再比如，有些以教学为主的岗位和院校，老师们只是忙于繁重的教学任务，没有时间自己也没有有意识的利用业余时间就某个问题开展深入研究，久而久之，也就没有思想火花产生，更谈不上撰写和发表高水平科技论文了。相反，大家身边有些同志在这些方面做得很好，这都是我们学习的榜样。平常可以多注意别人是怎么做的，慢慢的自己就会进步。总之，科技论文是从事实验、理论或观察的科研工作所取得的结果，按照一定的格式编写成的报道。科技论文的基础是科学研究的成果及其素材，只有从事科学研究或者工程实践并取得新的成果，才能写出比较好的科技论文。

（三）只有学术大家才能写好综述性论文吗

综述性论文并不是学术大家的专利，研究生等青年学者也可以在这一方面大有作为。中国科技大学研究生陈小龙在美国化学评论（世界化学化工界最权威的杂志）上发表的“顺丁烯二酸酐结构天然化合物”综述性评论论文，几乎查阅了世界上所有有关这方面的研究成果，该期刊的影响因子高达20.869，排名为23位。给我们提供了很好的学习榜样。2004年暑假期间，作者在和同事一起撰写研究报告时，比较敏锐的感觉到，可以以“激光推进器概念设计研究现状及发展趋势”为题，撰写一篇科技论文。由于国内的激光推进研究工作，本世纪初才刚刚起步；激光推进器是整个激光推进系统的核心之一，是一个研究热点，国内外相关领域的学者都很重视。系统总结这一方向的研究现状和发展趋势，能够对国内的相关科技人员提供较好的参考。经过努力，作者主笔撰写了这一论文。也获得了相关专家的认可，于2005年3月份，顺利刊发在国内优秀学术期刊《强激光与粒子束》上。正式出版之后，论文受到了相关领域科技人员的较高关注。综述性论文综述某一领域中的最新进展，应该有述有评，而不只是前人工作的罗列；要有综述者自己的观点和对他人工作的评价，指出不足之处和解决问题的设想，以及今后的研究方向；应该归纳出几个热点或前沿问题，展开叙述，不要像记流水帐似的，面面俱到；既要大量占有文献，又要有所取舍，突出精华，要对文献仔细消化之后再动笔，切忌机械罗列。要有对未来发展的展望，对他人的研究起到指导作用；尽量引用最新的参考文献，体现出时效性；尽可能阅读原始文献。综述性论文的创新点集中体现在作者对文献的选择上，以及对相关主题研究现状的评述与展望，否则你写出来的综述就只能是流水账。

（四）怎样看待中文期刊和外文期刊

作者一直坚持的原则就是，只要写出来的文章，一定要想办法发表出来，否则就是对自己劳动的不尊重。撰写学术论文的目的就是为了发表，只有发表了，才能达到同行交流的目的。如果你撰写的英文学术论文被很多家英文期刊退稿了，没有关系，改成中文，改投中文期刊。只要发表了，语种没有关系，而且只要发表了，你就在这一小领域有贡献了，说不定还能为你以后成为大家奠定基础呢。但是，如果你没有发表，别人是不知道你的成果的，对你的肯定又何从谈起。另外，并不是每一个主编和审稿专家任何时候都能够做到公平公正的，他可以不拒绝你的稿件，但是可以说看不懂。第一作者访学期间的合作导师Dr.Wang的亲身经历是，几年前他的一篇文章，投稿到物理学领域一本声望很高的期刊，收到的审稿意见不太好。但是教授对于自己的工作很肯定也很有信心，依然改投到名气不太大的PHSICAA，该刊认为文章学术水平很高，选为封面文章快速发表；发表之后短短几年被引用100余次。当然了，需要指出的是，撰写论文一定不能有学术不端行为。现在有很多鱼龙混杂的学术期刊，只要给钱，什么文章都敢发表。这种行为是我们坚决抵制的，也是对自己的不负责任。

三、结语

专业技术干部完成本职任务的过程，就是从事科研工作的过程。大部分专业技术干部的科研素养很高，同时也积累了很多经验和研究成果。只要大家在日常工作和学习中，多做有心人，就一定能够写作和发表较高水平的科技论文。

激光技术论文范文第6篇

关键词 激光雷达成像；压缩传感；情报

中图分类号TN95 文献标识码A 文章编号1674-6708（2012）81-0221-02

1 概述

激光雷达成像压缩传感技术是近年比较活跃的一类信息技术，它是在传统激光雷达成像的技术基础上，加入了新的信息获取理论，即压缩传感技术，有效降低数据采集量，并提高了信号传输质量。

激光雷达成像压缩传感技术特定主体情报信息搜索系统，是以科技论文、技术专利、作者、地域等特定主体为信息搜索目标，综合运用计算机处理等技术，对激光雷达成像压缩传感技术的有关情报信息进行识别和获取，并实现对情报数据的预处理和判断，实现激光雷达成像压缩传感相关技术的专利、论文、互联网数据的实时动态监控，进而获取和掌握技术情报数据。

在此划定激光雷达成像压缩传感技术特定主体包括：

1）中文核心期刊论文数据搜索与跟踪；

2）外文EI、SCI期刊论文数据搜索与跟踪；

3）中国专利数据搜索与跟踪；

4）美国申请专利数据搜索与跟踪；

5）美国授权专利数据搜索与跟踪；

6）欧洲公开专利数据搜索与跟踪

7）世界知识产权组织专利数据搜索与跟踪；

8）中国专利法律状态数据搜索与跟踪；

9）欧洲和世界知识产权组织专利同族数据搜索与跟踪；

10）美国专利交易数据搜索与跟踪；

11）互联网数据搜索与跟踪。

2 系统架构设计

系统主要由信息搜索模块、信息监控模块、信息采集模块组成。

信息搜索模块主要针对三大检索论文数据，中文核心期刊数据，中国、美国、欧洲、世界知识产权组织的专利申请数据、授权数据、法律状态数据、专利权转移数据、同族专利数据、引证数据，互联网数据进行搜索；信息监控模块利用搜索模块的功能，针对技术、机构、人员、国家的相关数据进行监控，发现各类信息的异动；之后，由信息采集模块完成数据采集，存入相应数据库。

对于不同来源的数据，采用网络爬虫技术设计搜索和跟踪的后台程序，后台程序不间断的扫描搜索和监测任务，一旦采集条件成立，启动采集，获取包括html、xml、txt格式的原始数据，然后由信息抽取程序抽取相应的格式化数据经过ETL转换存入到数据库中。以搜索任务为核心的业务表与元数据管理表建立关系，任务由用户设定，与用户的搜索条件一一对应，每个任务下可以包含来自一个数据元的任意多个专利，多个任务构成一个分析项目；每个任务根据其数据的来源设定任务所采用的处理方案，每个方案对应一个数据源的数据结构特征、数据清洗方案、数据分析方案，属于元数据的一部分。

图1 搜索任务创建示意图

3 搜索算法

互联网中的网页相互连接，彼此连同，构成一个巨大的网络结构，相对于专利和论文来说，对其进行搜索，技术难度略大。对于互联网数据则要采用网络搜索算法进行网页的深度搜索。激光雷达压缩传感技术信息搜索系统网络搜索算法以深度优先搜索算法为主。

深度优先搜索所遵循的搜索策略是尽可能“深”地搜索网页节点。在深度优先搜索中，对于最新发现的网页顶点，如果它还有以此为起点而未探测到的链接边，就沿此边继续汉下去。当网页结点的所有链接边都己被探寻过，搜索将回溯到发现网页结点那条边的始结点。这一过程一直进行到已发现从源网页结点可达的所有网页结点为止。如果还存在未被发现的网页结点，则选择其中一个作为源结点并重复以上过程，整个进程反复进行直到所有结点都被发现为止。

如下图，采用深度优先搜索算法，输出的网页顺序为：A->B->D->H->I->E->J->

C->F->K->G->L->M

主要搜索算法如下：

public void DFSTraverse（）

{

InitVisited（）；

DFS（items[0]）；

}

private void DFS（Vertexv）

{

v.visited=true；

Nodenode=v.firstEdge；

while（node！=null）

{

if（！node.adjvex.visited）

{

DFS（node.adjvex）；

}

node=node.next；

}

}

private void InitVisited（）

{

foreach（Vertexvinitems）

{

v.visited=false；

}

}

4 结论

本研究以情报信息搜索为核心，以特定主体为信息来源，运用计算机网络技术，构建了一套技术情报信息搜索系统，实现了对特定主体技术情报的跟踪和监控，为摸清有关技术发展态势、掌握潜在竞争威胁提供了手段，为管理决策部门制定技术发展路线、做出准确部署判断提供了有效的情报支持。

参考文献

[1]朱晓云.知识创新与情报利用[J].科技情报开发与经济，2003（4）.

[2]马莎莎.特定情报源的组织与开发——关于综述文献的信息参照系统研究[J].情报资料工作，2003（3）.

激光技术论文范文第7篇

关键词：激光冲击；焊接结构；力学性能

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.042

1 数据检索

中国知网中文献具有版权明确，信息出处正规，内容可靠的特点，可以作为学术研究的依据[1]。检索主题为“激光冲击”并且“焊接结构”，采用模糊检索；为了更详细的了解高职院校宿舍管理，检索时间不受限制，期刊来源类别为全部期刊。

2 激光冲击焊接结构文献总体分析

2.1 文献数量、被应用和下载次数分析

如表1所示，激光冲击焊接结构相关文献总共有67篇，第一篇相关文献发表于1981年，直到2002年再次发表了相关文献，从2006年至今文献数量总体呈现出增长的趋势，但是增加幅度不大，个别年份文献数量甚至出现了下降，如2008年仅有一篇，2011年也只有3篇，2014年发表文献最多，达到16篇。

从被引用次数看，相关文献总共被引用115次，各年份被引用次数不一，其中又以2006和2010年被引用次数最多，分别为27和21次。从文献来源来看，博士学位论文被引用前2位分别是“高强度和超高强度相变塑性钢的开发和研究”和“低功率YAG激光+TIG复合热源焊接技术研究”，引用次数均为8次；硕士优秀论文被引用前两位分别为“激光喷丸强化不锈钢焊接接头抗应力腐蚀研究”，“6mm不锈钢（304）光纤激光焊接工艺的研究”，分别被引用7和5次；中国会议论文尚未被引用。

2.2 作者机构分析

从发文机构来看，相关度前5位为别为江苏大学、兰州理工大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、湖南大学。这些机构从分布区域上看，大部分集中在长三角、珠三角这些工业、制造业发达的地区，表明了激光冲击焊接研究在我国的研究与我国区域经济背景有密切相关度。从机构学科背景看，除了少数的职业技术学院和师范大学，大部分属于实力雄厚的综合大学和理工科大学。

3 激光冲击焊接结构内容分析

根据激光冲击焊接结构数量和内容，本文将激光冲击焊接结构研究分为三个阶段：逐步展开阶段（1981）；加速推进阶段（2002-2008）；积极发展阶段（2009-至今）。

3.1 逐步展开阶段（1981）

这一阶段只有Allan H.Clauer等人发表的“铝合金焊接区的激光冲击强化”，这篇文章主要通过压力的测定、抗拉试验以及采用两种不同的激光冲击方式和两种最大功率密度水平对5086和6061合金试样进行了激光冲击研究[1]，研究结果显示两种变形铝合金的焊接区可以采用激光冲击的方法强化，也可提高热影响区的位错密度。这一阶段的研究数量较少，表明了我国在激光冲击焊接结构方面起步较晚。

3.2 加速推进阶段（2002-2008）

这一阶段一共有10篇文章，平均每一年达到1.43篇，对激光冲击焊接结构内容也趋向多元化和具体化，总结为：激光冲击焊接为不锈钢焊接接头的焊接构件发生应力腐蚀开裂提供了应力来源，开始采用实验分析的方法结合数值模拟对其进行研究，以及面对我国聚晶金刚石复合片性能表现出和国外巨大的差距的问题，从不同的方法进行了尝试性改进；其他文献也从马氏体不锈钢焊接材料及焊接工艺方法，高强度和超高强度相变塑性钢的开发和全铝结构船长甲板的CO2激光焊接技术等方面研究[2]。

3.3 积极发展阶段（2009-至今）

这一阶段总共发表文章56篇，平均年发文量为9.33篇，与前两个阶段相比，数量上有了较大增幅，研究内容也进一步细化，范围进一步扩大。总结为：（1）在对国际上和国内激光冲击处理焊缝研究基础上，对有无吸收层激光冲击处理的对比以及核反应堆焊接结构处理技术进行了展望；（2）出现了对2A16铝合金激光焊接工艺研究及数值模拟，高强钢激光-MAG复合热源焊接工艺研究，甚至开始对水下爆炸冲击载荷下激光焊接夹层板动态响应进行了分析研究；（3）激光冲击对不同材料进行焊接需要采用的方法进行了数值模拟和分析。

4 结语

激光冲击技术在焊接结构的研究起步相对较晚，但是发展迅速，亦涌现出很多高质量创新性的文章；方法上不在是单纯的理论方法，数值模拟和分析方法被广泛应用；研究更具体化，专业化，建立了符合各种材料类型的焊接技术；这一系列的研究对我国在激光冲击技术在焊接结构中的应用有积极的借鉴作用和指导意义。

参考文献：

[1]Allan H.Clauer，关学丰，范靖亚.铝合金焊接区的激光冲击强化[J].轻金属，1981，58-62.

激光技术论文范文第8篇

工业激光和生物医学光学国际学术会议于1999年10月25~27日在华中科技大学学术交流中心举行。H.wcber教授和干福熹院士担任大会主席，来自14个国家和地区的221位代表(境外代表46人)出席了会议。会议得到美国SPIE的支持，正式出版了会议论文集SPIE(工业激光论文集卜3862和SPIE(生物医学光学论文集关3863.前者共收录论文121篇，其中，国外作者论文13篇;后者共收录论文95篇，其中国外作者论文31篇。大会特邀了世界激光和生物医学光学领域的著名学者作主题报告，全体大会4个特邀报告，工业激光分会8个邀请报告，生物医学光学分会4个邀请报告，这些特邀报告和邀请报告学术水平高，均反映了当前国内外研究的前沿课题。

2工业激光研究的最新热点

在工业激光器领域，由于半导体激光器迅速发展，准连续器件已达到4kw.因此，在许多应用领域均有采用半导体激光器代替传统的气体激光器及固体激光器的发展趋势。但是，由于半导体激光器目前光束质量较差，作为过渡的发展阶段是大量采用半导体激光器泵浦的固体激光器，其激光输出功率也已达到4kw级，光束质量获得明显改善。因此，在世界市场上，1998年固体激光器的销售金额，首次超过了CO:激光器。据估计，近期激光技术的应用在高功率激光器方面仍然会以COZ激光器和固体激光器为主。在激光应用领域，除了高功率激光应用以外，国外已经在激光精密加工领域开展了深入的研究工作，如法国利用准分子激光超精密打孔、划线，精度非常高，孔径圆整、光滑，在陶瓷如S13N;，A12O3等方面的精密处理方面已有深人的研究。本次会议涉及到准分子激光应用的文章有15篇，涉及领域有激光淀积超导薄膜，金刚石薄膜、非晶金刚石薄膜等，激光制备光栅，激光制备纳米颗粒。我国大陆学者主要把准分子激光用于制备薄膜，台湾大学是用准分子激光制备光栅，法国学者用激光制备纳米颗粒。可见国外用准分子激光加工开展面比我国广泛。从本次会议看，国外今后重点发展研究领域和前沿课题包括:高功率半导体激光器，近五年内千瓦级器件将会实现实用化;半导体激光泵浦固体激光器，特别是盘片固体激光器近五年内也将会突破千瓦级;半导体激光泵浦全固体化紫外激光器已突破3W，如果能提高一个量级，将会逐步取代紫外气体激光器;利用准分子激光对电子元器件处理作了很深入的研究，在这些方面已成为激光超精密加工应用的重要发展方向。国内外在激光制备薄膜方面的研究始终是一大热点。我国半导体工业基础差，不仅在集成电路发展方面吃了大亏，现在看来在光电子工业的发展方面又要重复以前的错误。国内有几个单位发展半导体激光器，主要侧重在通讯应用。高功率半导体激光器及短波长半导体激光器差距很大，应予以足够的重视。在发展高功率激光器件，包括气体和固体与国际水平差距更大。从会上两个非常有代表的报告可知，其一是英国He:i。t一watt大学的D.R.Hall教授报告的平板波导高功率激光器件.代表了当代国际先进水平，从基本原理到结构特性，均报告得比较详细，内容也很丰富。其二是德国柏林技术大学H.Webe:教授报告的激光二极管泵浦的固体激光器，特别是针对激光二极管泵浦源的特点，提出了一种新型的腔体结构，很有特色与创新，在他的论文中有比较精辟的论述。此外，德国斯图加特宇航技术物理研究所主任Willyl，.Bohn博士，介绍了他们的激光二极管泵浦圆盘型固体激光器，在一片直径5mm，厚度不足1mm的激光介质上，可取得500W的激光输出。部分代表与他讨论了与此有关的问题:①增益长度短为何能获得这么高的激光输出?②高掺杂晶体将产生晶格缺陷，直径5mm，厚度不足1mm的激光介质是如何制备出来的?③泵浦光如何进人激光介质，怎样实现均匀的泵浦?④是否可用更多的圆盘串在谐振腔光路上获得更大的输出?目前德国已解决了前三个问题。对于大于5kw输出的固体激光器介质热畸度仍不可忽略，输出光束质量大大下降，还有待进一步研究解决方法。在激光与材料相互作用方面，我们的研究大多注意在诸如激光的光斑直径、功率、照射时间、速度等参数和工艺的研究上。而对激光与材料相互作用的机理研究尚不够，如激光照射到材料表面后，激光是如何烧蚀材料表面的，材料对激光的吸收与反射，材料表面吸热后如何进行传热?对材料表面组织结构改变及其形成机制，缺乏深人的研究。在激光与材料相互作用机理方面应加强研究力度。对这些基础研究有一定深度后，在激光加工应用中的工艺就有了理论依据。

3生物医学光学研究的最新热点

本次会议还涉及到光学层析成像及光谱学的理论与模型、生物监测的光学成像与光谱学、适用于生物医学和临床的相干域光学方法、生物光谱学和显微学、激光与组织的相互作用、激光医疗等方面。以下就生物医学光学研究的一些最新进展和热点问题作一概述。(l)光学层析成像及光谱学技术的理论与模型。关于生物组织光学层析成像和光谱学技术的理论与建模研究一直是国际生物医学光学的研究重点。由BrittionChanee博士主持的“Optiealtomographyandspeetroseopy:theoryandmode1s”专题会议吸引了众多听众。来自各国的科学家报道了该领域的最新研究成果和应用。俄罗斯valeryv.Tuchin教授报道了活组织光学特性参数控制的有关成果，其离体和在体的实验均证明了通过使用葡萄糖、trazograph等渗透活性助剂可改变人眼巩膜、皮肤等纤维组织的光散射特性。美国StevenIJ.Jacques教授做了《生物组织科学和工程中的光学技术》的特邀报告，J.R.M。盯ant教授介绍了生物组织中光散射的基本机理研究的进展。麻省理工学院的李兴德博士报道了衍射层析成像技术的最新进展，提出了一种用于高散射介质中扩散光子密度波快速、近场衍射层析成像的角谱算法，该算法可用于有限大小介质，并能同时重建吸收和散射系数。宾夕法尼亚大学的张思豪博士报告了基于混浊介质中，用动态光散射技术测量深层组织中血流的一种方法，该方法可用于深层组织中的血流动力学图像的重建。华中科技大学的张智报道了用分形理论进行人眼角膜内皮细胞图像分析的初步结果。(2)生物组织的光学成像和用于生物监测的光谱学技术。九十年代以来，美国、欧洲、日本等国都在该领域投人了大量的人力和资金，本次会议共有26篇论文涉及此项专题。其内容包括组织光学成像和组织光学参数测量、光学脑功能成像、近红外光谱术的血流动力学测量、组织超微弱发光检测、扩散光子密度波和X射线层析成像等。

StevenL.Jacques教授报道了一种基于偏振光摄像机的组织成像系统.该系统可用于对浅表皮肤的成像，其优点是可避免较深层组织扩散光子对成像造成的影响，同时也能有效消除表层皮肤镜面反射及黑色素积淀的影响。美国约翰•霍普金斯大学刘乱副教授提出了一种用于数字X射线照相术的新型光学祸合电子成像技术，该技术的独到之处在于使用新颖的CCD扫描和防辐射设计.可用小尺寸CCD成像器进行大范围视场的成像，且不损失空间分辨率.解决了现有电子成像器在成像所需分辨率下，面积不足以覆盖整个的问题。哈佛医学院DavidA.BoaS博士等人比较了采用近红外光谱术和扩散光学层析成像技术，定量测量组织整体和局部血氧变化的异同。如何定量测量组织中血氧的变化是当前迫切需要解决的问题.虽然当前有几种技术可实现定量监测，但使用不方便，因而需要研制简便易用的检测装置，以满足日益发展的市场需求。美国得克萨斯农机大学汪立宏博士•报道了声致发光层析成像和扫频超声调制光学层析成像技术的最新进展。声致发光成像技术利用聚焦超声波激发组织内部发光，实现在生物组织内部的选择性光激发，从而实现对较深层组织毫米量级分辨率的光学层析成像。会议中，利用无损伤的光学成像技术研究大脑功能和脑血液动力学变化成为与会者普遍关注的问题之一。华中科技大学骆清铭教授报道了用大脑功能近红外光学成像器研究视觉刺激、手指运动时大脑视觉、运动皮层的活动以及前额叶在工作记忆和情绪活动中作用的成果;中科院心理研究所的杨炯炯博士用大脑功能近红外光学成像器研究了左前额叶在非相关词对编码中的作用;日本Kagoshima大学王钢博士报道了用基于大脑活动内源信号检测的光学成像系统.研究不同颜色形状的物体对猴子进行视觉刺激时其大脑皮层的活动;清华大学WemaraIicllty报道了用近红外光谱术研究大脑活动时氧合作用变化的结果。

(3)生物医学和临床的相干域光学方法。在该专题中，弱相干光学层析成像(OC丁)成为会议关注的热点。近年活跃在相干域光学方法及其医学应用研究领域的加利福尼亚大学平博士报告了目前OCT.ODT(光学多普勒层析成像)的最新研究成果，日本的刘纪元博士也就OCT技术的进展做了特邀报告。中科院上海光学精密机械研究所、清华大学的代表都报道了各自在()CT方面的研究结果。(4)生物光谱学和显微术。为获得生物组织内部的微观结构信息，从细胞、分子水平研究诸多生命现象的微观机理，近儿十年来人们一直致力于各种显微成像技术的发展研究。会上，代表们报道了在激光扫描共焦显微成像、荧光与光谱成像以及散射介质中光信息的获取等方面的研究进展。如:加拿大英哥仑比亚癌症研究中心曾海山博士报道了一种利用荧光成像.可检测呼吸道与胃肠道早期癌症的系统。澳大利亚维多利亚大学顾敏教授报道了在混沌介质中，他们用角度门法代替时间门法，以提高成像的效率。(5)激光与生物组织的相互作用。激光与生物组织的相互作用和组织光学所涉及的内容十分广泛，在生物医学基础理论和临床诊断研究中具有重大的意义。代表们就激光与组织相互作用时的光散射、干涉、光机械、光热、光化学效应，生物组织中光子的迁移规律，以及低功率激光生物效应等方面进行了广泛深人的研究讨论。在光热效应方面，美国得克萨斯大学R.D.Glickman教授提出钦YAG激光器用于泌尿系统结石碎石治疗的主要机理是光热烧蚀作用。俄勒冈医疗激光中心解哗博士报道了半导体激光器用于尿道焊接的研究成果。日本自由电子激光研究所的K.Awazu报道了用红外自由电子激光研究动脉硬化区组织光热效应的进展。昆明理工大学周凌云教授报道了生物组织激光光热效应微观机理的量子理论分析。另外，华南师范大学刘颂豪院士、加拿大J.R.North和匈牙利Dezso.Gal教授等还报道了光动力治疗方面的研究进展。

4建议

激光技术论文范文第9篇

1995年5月22一26日,在美国马里兰州巴尔的摩召开的第15届“激光与光电子学(CLEO)”和第5届“量子电子学与激光科学(QELS)”会议,是世界规模最大的激光一光电子一量子电子学领域的重要的国际会议。本会议一个特别新的内容是激光在生物学与医学上的应用。同时,还举办了一个庞大的技术展览会,展览了许多与生物医学有关的新产品。会上千余篇,内容主要侧重固态与半导体激光器、非线性光学、超短脉冲激光光源、激光在医学生物学中的应用等。这些论文反映了近年来激光科学技术的进展,现分述如下。

1半导体激光

十分引人注目的是半导体激光器件研究方面的成果。其中有关新材料及其处理过程,器件工作物理机制,器件的设计思想,器件工作向短波段的延拓等,都有很大的发展。光子带隙、半导体量子电子学的理论和实验研究逐步使量子阱异质结激光器迈向实用阶段,并导致光学和光电子学用的量子阱器件以及超短脉冲半导体激光器和高速光探测器件的迅速发展。这对推动高速通讯的发展是十分重要的。垂直腔面发射激光器(VCSEL)的功率转换效率已经高于50%,阑值电流200拼A,工作体积7只7(拜m)2;半导体纳米结构材料已经可以制作出微腔激光器。一个10nm的腔体可产生1000nm波长的窄频带辐射。可见区,特别是蓝绿波段半导体激光器研制令人鼓舞,一旦进入实用阶段,势必剧烈改变小功率可见区激光器销售市场的状况,并将大大扩展激光在科技和生活领域的使用范围。长波可见段630nm,650nm和670nm的红色激光二极管(LD)制作成本较前两年已大大下降。目前可以预感到:在激光显示、激光准直、激光印刷、激光医学生物学应用等方面,半导体红光激光二极管将会迅速占领氦氖激光器的原有市场,取而代之。与此有关的蓝色发光二极管(LED)已开始以远较红、黄、绿色发光二极管高昂的价格投放市场(随着技术改进,将很快降低成本),形成了大型彩色显示屏幕蓬勃发展态势。在半导体激光领域,近年备受关注且影响着该领域进一步发展的课题是半导体纳米结构和微腔以及在这类器件中的相干现象的研究。

2固体激光

迅速发展的另一领域是固体激光器。近两年,明显看到:纤维激光和波导固体激光,可调谐固态激光,特别是用半导体激光二极管阵列泵浦的“全固态化”固体激光器的实用化,将可以达到许多目的:相对廉价、稳定性好、寿命长、波长可调谐范围宽、脉冲宽度窄,还可以具有优良的空间分布光束质量等。因此,具有广泛的应用价值。它已开始取代优质、高功率的气体激光器,用于微束打印和数据存储。尤其值得一提的是:“全固态化”的钦宝石激光器,在连续操作时.波长可调谐范围甚宽(从600~1100nm),功率很易达到瓦级水平。在锁模脉冲运转时,可以产生自锁模,脉宽达数十飞钞,平均功率已达瓦级。如此一来,再配合非线性频率变换办法,可以把激光波段扩展到很大的范围。再加这类激光器的装里有牢靠、调节简便的优点,可以做成车载、机载系统。显然,在不远的将来,有可能由它淘汰染料激光。

3非线性光学

非线性光学领域的论文最为吸引人的是一些新的无机或有机光学材料的诞生和应用。目前从紫外到中红外的实用的光学参童振荡器已商品化。此外,与高速信息公路有关的孤子激光产生和传翰问题,其成果已陆续投人实际使用。

4超短超快激光

会议中研讨的一个特殊领域是超短脉冲激光的产生与测量及其在电子学、医学、成象和超快过程控制方面的应用。钦宝石的锁模飞秒激光装置以及光纤激光器的锁模是与当前研究超短光脉冲发生技术的热点。其中有关的机理与技术已趋成熟,将会很快开辟通信、化学、生物学的应用。

5激光生物医学应用

这次会议的一个新颖论题是:激光在生物医学领域的应用。看来,由于激光技术装置的稳定、成熟、易于操作、价格下降以及其特有的难予取代的优点,将很快渗入生物学研究。以及极其审慎的临床医学应用领域。其中成效特别显著的一个方面是激光诱发荧光技术应用于细胞动力学的数字显微成象和生物学过程监测。高速时间分辨荧光光谱技术已开始成功地用于临床医学诊治。

6会议颁奖

激光技术论文范文第10篇

关键词:激光技术;激光三维雕刻;点云数据;正投影图形

中图分类号:TG665文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)27-0013-02

0引言

雕刻是指在双色板、金属、木材、石头、玻璃以及塑料等材料上刻出文字及图形装饰等,用以满足相关特定的要求。从方法上,雕刻可以分为手工雕刻、机械雕刻和激光雕刻。手工雕刻劳动强度大,生产效率低,精度差,成本高,生产周期长,无法进行批量生产,但全自由度空间雕刻目前只能依靠手工雕刻;机械雕刻中的数控雕刻主要以金属材料和有机玻璃等为主,雕刻精度受到铣刀尺寸限制;激光雕刻嫩能够雕刻任何材料,雕刻精度高,雕刻速度快,尤其是激光三维雕刻,能够在空间曲面或斜面上雕刻复杂图案,这对于复杂零部件的表面纹理图案雕刻是相当有益的,但激光雕刻目前国内还主要是用于二维雕刻,对于三维雕刻报道甚少。本文提出一种新的激光三维雕刻技术,利用雕刻表面点云数据和三维雕刻图形的正投影图形,配合两维高速扫描振镜进行扫描加工,从而在曲面或斜面上雕刻出需要的文字或图形。

1激光三维雕刻原理

激光雕刻的基本原理是激光束经过导光聚焦系统后射向被加工材料,利用激光和材料的相互作用,将材料的指定范围除去,而在未被激光照射到的地方材料保持原样,使材料表面留下有规律的具有一定深度、尺寸和形状的凹点和凸点,这些凹凸点的组合就是所要雕刻的图案。

不同于三维切片雕刻,本文提出的激光三维雕刻技术关键在于利用雕刻表面的点云数据和三维雕刻图形的正投影图形,使两者进行高度匹配,赋予投影图形高度值,再通过X、Y两轴工作台精确定位,结合Z轴移动机构和两维高速扫描振镜,并且利用聚焦激光束的焦深特性,逐点扫描加工投影图形,则在曲面或斜面上雕刻出了所需图形,激光三维雕刻原理图如图1所示:

2关键文件获取方法

本文提出的激光三维雕刻技术中需要获取的两个关键文件就是雕刻曲面或斜面的点云数据和三维雕刻图形的正投影图形,这两个文件是雕刻过程中保证高加工精度和高加工效率的必备条件。

2.1点云数据的获取

对于存在实物的曲面或斜面,可以通过三坐标测量机获得点云数据,而对于存在3D模型的曲面或斜面,只需通过CATIA软件即可得到所需点云数据,获取的点云数据文件如图2所示,这里只对后者进行阐述。获取点云数据的步骤为:

首先,打开CATIA软件,进入“机械设计”模块,选择“Wireframe and Surface Design”命令,绘制曲面或斜面,或者是打开已经存在的模型文件;

其次,进入“加工”模块,选择“STL Rapid Protyping”命令,再选择工具栏里的“Tesselation”命令,把曲面离散化,在弹出的对话框里“Sag”参数不用改变,只需设置“Step”参数,即为离散点之间的间距值,再保存文件为stl格式;

然后,进入“形状”模块,选择“Digitized Shape Editor”命令,再选择工具栏里的“Import”命令,导入刚保存的stl文件,比例因子设置为1,根据需要选择不同的单位,选择刚才离散化的曲面或斜面,点击“确定”按钮;

最后,再选择“Export”命令,导出为ASCⅡ文件,将文件格式改为txt,用记事本打开即可看到点云数据。

由图2可以看到,导出的点云数据文件包括各个点的三坐标值以及点的总数,根据不同需要,改变“Step”参数,即可调整点间距和点的总数。

2.2正投影图形的获取

对于曲面或斜面的三维雕刻图形的正投影图形,通过CATIA软件获取的步骤为:

首先,打开CATIA软件,同样进入“机械设计”模块,选择“Wireframe and Surface Design”命令,绘制曲面或斜面,或者是打开已经存在的模型文件;

其次,在曲面或斜面上绘制三维雕刻图形,然后选择工具栏上的“Projection”命令,在弹出的对话框里选择投影类型为“normal”,即为正投影,再选择要投影的图形以及投影平面,点击“确定”按钮,则将三维雕刻图形正投影到平面上;

最后,通过输出工程图的方式或者通过UG软件,将投影图形保存为DXF格式,即可用AUTOCAD软件打开投影图形。

利用CATIA软件得到的正投影图形如图3所示:

3实验设备与结果

实验所用设备为实验室自主研发的激光切割机,X-Y两轴直线电机工作台和Z轴伺服电机移动机构,组成一个三维联动定位机构,加上两维高速扫描振镜,组成一个“3+2”轴联动激光精密加工系统,激光器为全固态三倍频调Q开关Nd:YOV4激光器,主要参数见表1:

表1激光器主要参数

激光参数 参数范围

波长 / nm 355

功率 / W 0～9

重复频率 / kHz 10～100

脉冲宽度 / ns 10～60

脉冲能量 / J 0～0.36

能量密度 / (J/cm2) 0～208

实验中,利用自设简易夹具,调整斜面倾斜角度,在一块6061铝合金平板斜面上雕刻文字,结果如图4和图5所示:

从图4和图5可以看到,利用本文提出的激光三维雕刻技术成功地在倾斜平面上雕刻出了文字图案,证明了这种新的激光三维雕刻技术是可行的。

4结论

本文提出了一种新的激光三维雕刻技术,相比机械雕刻,具有雕刻精度高和雕刻速度快的优点,而且不需要根据不同字体或图形更换刀具,不会出现断刀及过切现象,工艺简单,雕刻文字图形美观。

参考文献

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