图1激光束及通过聚焦透镜的光束特性
2.光束传播特性参数
M2，即光束质量因子，表示激光束与基模TEM00接近程度的量。该参数与激光能够聚焦的最小点尺寸密切相关。对于在空间中传播的光束，未聚焦的基模TEM00高斯光束的发散角θ00可以表示为：
θ00=4λ/πD00
其中D00是光束束腰直径，λ为波长。实际光束通常含有其它模式，导致更大的束腰D0，更大的发散角θ0，在这种情况下有：
θ0=M24λ/πD0
θ0和D0分别为高阶模的发散角和束腰宽度，M2大于1并且依据ISO11146标准命名为“光束传播比例”。当一束纯高斯光束被聚焦后，聚焦点直径为：
d00=4λf/πD00
其中D00是理想聚焦点直径，f为透镜焦距，如图1所示，聚焦点在透镜后1个焦距的长度的位置上。然而，如果是一个存在畸变的或者多模的光束聚焦后，聚焦点直径为：d0=M24λf/πD0
除M2之外，还可获得其它光束传播特性参数：
w0=d0/2—在x轴（水平）和y轴（垂直）方向上的束腰半径；
z-z0—测量平面和束腰平面之间的距离；
z R—瑞利长度，波前曲率半径为最小值时的长度；
θ—远离束腰的远场发散角；
R—测量平面处的波前曲率半径；
3.用数字波前照相机测量光束传播参数
3.1原理
将一个已知焦距的透镜放在固定位置上，光束通过它聚焦进行一次高斯变换，束腰和发散角发生变化，用数字波前照相机可对该光束的传播特性进行测量。
光束传播特性参量的测量是基于高分辨率光强和波前图像的实时测量。如图2所示，在DWC 中的CCD接收两个轻微散焦的光强分布图像，利用这两个图像以及他们之间的差异来计算波前。由波前特性，可以直接的获得光束的传播特征参量，但是需要繁琐的计算过程。
图2DWC原理：在两个不同的焦平面实时获得两幅图像，取得波前并计算光束传播参数。
图3DWC和相关软件的用户界面
3.2系统结构
图4用DWC测量激光传播参量的系统结构
Aunion Tech Co.,Ltd Room 2203 Building 1, No. 1878, West Zhongshan Road, Shanghai 200235, China Tel: +86-21-51083793 Fax:+86-21-34241962 产品名称：惊爆价！1.5万元 激光光束分析仪 所属类别：光束质量分析仪 厂家名称：德国Cinogy 公司 关键词：光束分析仪、激光光束分析仪、光束质量分析仪、激光光束质量分析仪、紫外激光光束分析仪、紫外激光光束质量分析仪、红外激光光束分析仪、红外激光光束质量分析仪 1.5万元人民币！ 高品质激光光束分析仪的价格革命！ 让所有需要分析激光光束的客户均能用上最专业的激光光束分析仪！ 以往激光光束质量分析仪偏高的价位使很多激光生产商及激光使用者望而却步。仔细分析其价格构成不难发现，传统光束质量分析仪提供非常多复杂但不实用的功能，绝大多数用户在使用中可能永远用不到这些功能。但目前各光束分析仪公司均将全部光束分析功能打包集成在一套软件中进行销售，导致客户等于是白白为这些可能永远用不上的功能而付费。 为满足普通用户的需求，德国著名光束质量分析仪厂商Cinogy 公司日前推出了其划时代的 Cost-Effective 激光光束分析仪 CinCam CMOS 系列激光光束分析仪。 CinCam CMOS 采用1288 x 1032像素高分辨率百万像素高灵敏度CMOS 相机，动态范围2500：1，USB2.0高速传输组件，硬件性能上毫不妥协！ USD 直接供电、体积小巧（36mm x 36mm x 24mm）、重量轻（45g），使用更轻松！ 为满足不同层次客户的要求，CinCam CMOS 配套软件RayCi 提供两个版本可供客户选择。分别是全功能版RayCi-Standard 及基本版RayCi-Lite。RayCi-Standard 全功能版提供所有光束分析仪应具备的分析功能，适合各种专业做激光研究的客户使用。基本版RayCi-Lite 则提供各种光束分析所需各种基本分析及显示功能，可以为客户节省下绝大部分软件成本。 各种配件：
第24卷第6期 2000年12月激光技术LASERTECHNOLOGYVol.24,No.6December ,2000 激光光束质量参数测量的实验研究 赵长明 (北京理工大学光电工程系,北京,100081) 摘要:采用CCD系统实验测量了LD泵浦Nd∶YAG激光器的光束质量参数,研究了CCD系 统的背景噪声特性和积分区域选取对光束质量参数测量的影响,从实验数据中得到以下结论:(1)在有、无背景光两种条件下,背景记数强烈地依赖于曝光时间和像素的合并,温度影响可以忽略不计;(2)为获得M2合理的测量结果,至少要选择5%积分区域。 关键词:M2因子CCD摄像机光束质量Investigationontheexperimentalmeasurementoflaserbeamquality ZhaoChangming (Dept.ofOpticalEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing,100081) Abstract:ThebeamqualityofaLDpumpedNd∶YAGlaserismeasuredwithCCDcamerasyst em. ThebackgroundcharacteristicsoftheCCDsystemandtheinfluenceofthesizeofintegralboxup onmeasurementresultsareinvestigated.Thefollowingconclusionscanbederivedformexperi mentalresults:(1)Backgroundisstronglydependuponexposuretimeandpixelbinning,whilet emperaturehasanignorableeffectuponit,whetherwithorwithoutambientlight.(2)A5%2cuti stheminimumvalueinordertogetareasonableresult. Keywords:M2factor CCDcamera beamquality 引言 激光光束质量参数,即M2因子的测量是近几年研究的一个热点。ISO建议的测量方法包括两维面阵探测系统或二维单元扫描系统、套孔法、移动刀口法和移动狭缝法[1]。用以电荷耦合器件(CCD)为代表的面阵探测器件测量激光光束质量参数具有速度快、数据量大和易于计算机处理的优点,特别是对于脉冲激光的测量具有
He-Ne 激光器高斯光束腰斑测量 一、实验目的 1、加深对高斯光束物理图像的理解； 2、加强对高斯光束传播特性的了解； 3、掌握用CCD 法和刀口法测量高斯光束光斑大小； 4、了解并掌握远场发散角的定量测量方法； 二、实验设备 He-Ne 激光器、激光电源、光功率计、滤光片、衰减片、CCD 相机、光学光具座、示波器、数据采集卡、计算机等。 三、实验原理 （一）CCD 测量法 实验系统结构如右图所示： 实验中，将光具座导轨上的CCD 相机沿着激光传播方向均匀移动，实时地记录CCD 相机在光具座标尺上的不同位置以及对应的纵向平面上的光斑尺寸。 光斑半径ω(z )---定义为在光束传播方向上z 处的横截面内圆形光斑半径，可表示为 ()2 201,z z λωωπω?? =+ ? ?? （1） 利用公式（1）可得 ()2 2001,z z ωπωλω?? =- ??? （2） 对于两个不同的位置12,z z ，有 2 2 2012120011,z z πωωωλωω???? ????-=--- ? ????????? （3） 即： ()2222010200.z g ωπωωωωωλ???= ---? ? （4） 以 () () 000.01z g z g ωω?-
雷尼绍推出XM-60多光束激光干涉仪 世界领先的测量专家雷尼绍发布XM-60多光束激光干涉仪，只需一次设定即可在任意方向测量线性轴全部6个自由度。与传统激光测量技术相比，XM-60在易用性和省时方面做出了重大改进。 随着对工件的公差要求越来越高，制造商需要考虑所有来自机床加工工件的误差源；角度误差以及线性和直线度误差。XM-60经过一次设定便可采集所有误差。这台多光束激光干涉仪专为机床市场而设计，充实了包括XL-80激光干涉仪、XR20-W无线型回转轴校准装置以及QC20-W无线球杆仪在内的雷尼绍校准产品线。XM-60利用XC-80环境补偿器对环境条件实施补偿。 XM-60多光束激光干涉仪具有获得专利的光学滚摆测量与光纤发射器这一独特技术，是一台高精度激光系统。轻型发射器远离激光源，从而减少测量点处的热影响。发射器可直接通过其侧面甚至后面安装到机器上或者上下倒置安装，非常适用于难以接近的机器区域。 减少测量的不确定度对任何用户都非常重要。雷尼绍XM-60直接测量机床误差，减少其他测量技术中使用复杂数学计算而产生的误差。直接测量可通过用户现有的XL-80测量零件程序对机器调整前后的精度进行快速、简单对比。接收器可进行完全无线操作，由充电电池供电，从而在机器移动中避免电缆拖拽，因为在测量过程中电缆拖拽可能会引起误差或激光束“断光”。 每一台XM-60多光束激光干涉仪的性能均可溯源至国际标准，而且在发货前已经过认证。这可以让客户确信他们的系统将在精度要求高的场合一如既往地提供高精度测量。 为支持XM-60多光束激光干涉仪的推出，雷尼绍将发布全新版本CARTO软件包，指导用户完成测量过程。CARTO 2.0包含Capture（数据采集）和Explore（数据浏览）功能，目前用于XL-80激光干涉仪系统的数据采集和分析。CARTO用户界面可轻松根据不同的用户需求进行配置，能够改变黑、白背景并显示定制。支持平板电脑，具有扩展菜单部分，适合在小型屏幕进行操作。自动保存测试方法，因此重复测试的用户可调用较早的一个测试。 Capture 2.0提供一个全新的零件程序生成器，支持Fanuc 30、Heidenhain 530、Mazak Matrix以及Siemens 840D等系列控制器，以后的版本中将支持更多控制器类型。其另一高级功能是在程序中基于用户所选的平均周期，自动设定延时时间，并在使用XL-80系统时通过“时间匹配”模式支持定时采集。在XM-60模式下，Capture 2.0使用校准规直线度测量功能，更为方便。 XM-60为用户提供一次移动后测量所有自由度的强大的机床诊断功能。通过在任何测量中一次采集三种线性误差源和三种旋转误差源，用户可以发现他们的特定误差源；当只测量线性精度时看到的是各误差源对线性精度的影响结果，而不是具体误差源。利用Explore 2.0应用可处理所有数据，提供所有六个数据通道
光束质量分析仪的使用 一、实验目的 1、学会使用光束质量分析仪 BeamScope-P7探头测量激光光束M 2 2、学会使用激光质量分析仪WinCamD 探头观察和测量激光光斑。 二、实验原理 2M 是一个描述激光光束的不完善程度的无量纲参数。2M 值越小（即光束越接近衍射极限的00TEM 的理想光束），光束就越能够紧聚焦成一个小光斑。 没有激光光束是完全理想的。由于光学谐振腔、激光介质和输出/辅助光学元件的影响，大多数光束都不是书本上介绍的“理想的”、衍射极限的、高斯截面的单一的00TEM 模式。复杂的光束可能包含多个xy TEM 模式的贡献，导致了较大的2M 因子，即使是较好的实验室用的He-Ne 激光也有1.1到1.2左右的值，而不是具有理想的00TEM 模式下的1.0的2M 值。 简单的说2M 可以定义为：实际的光束与具有相同束腰大小的、理论上的衍射极限的光束的发散程度之比为：测量2M 因子的前提条件是得到或形成一个可以测量的光束束腰。 如图一所示： 图2-1 M 2“嵌入高斯光束”的概念 2M 因子定义为： θωλ π024=??=远场发散角光束束腰直径理想远场发散角实际光束束腰直径Gauss M (2.1)
式中—0W 为实际光束的光腰宽度； —θ为实际光束的远场发散角。 光束质量2M 因子是表征激光束亮度高、空间相干性好的本质参数。它将光场在空域及频域的分布来表示光束质量2M 因子,即S M σπσ024=,便可知道2M 因子能够反映光场的强度分布与相位分布的特性。用2M 因子作为评价标准对激光器系统进行质量监控及辅助设计等具有十分重要的意义： （1）2M 因子表示实际光束偏离基模高斯(00TEM ) 光束(衍射极限) 的程度。 （2）2M 因子综合描述了光束的质量,包括光束远场和近场特性。 （3）光束通过理想光学系统后2M 因子不变。 尽管利用2M 因子来评价激光束的质量也有其局限性, 2M 因子仍不失为一种较为完善、合理的光束质量的评价标准。相对其它评价方法来说, 2M 因子能较好地反映光束质量的实质,具有较强的普适性,充分地反映了光强的空间分布，并且得到国际标准化组织( ISO) 的认可。近年来,国际标准化组织( ISO) 多次组织公布文件,足以说明其重要性。 图2-2 具有相同M 2值不同束腰宽度和不同发散角的曲线 三、实验仪器设备 光束质量分析仪BeamScope-P7探头、光束质量分析仪WinCamD 探头、计算机、激光光源
1.对于电位滴定法，下面哪种说法是错误的( D ) A.在酸碱滴定中，常用pH玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极 B.弱酸.弱碱以及多元酸（碱）不能用电位滴定法测定 C.电位滴定法具有灵敏度高.准确度高.应用范围广等特点 D.在酸碱滴定中，应用电位法指示滴定终点比用指示剂法指示终点的灵敏度高得多 2.电位滴定装置中，滴液管滴出口的高度( A ) A.应调节到比指示剂电极的敏感部分中心略高些 B.应调节到比指示剂电极的敏感部分中心略低些 C.应调节到与指示剂电极的敏感部分中心在相同高度 D.可在任意位置 3.下列说法错误的是( B ) A.醋酸电位滴定是通过测量滴定过程中电池电动势的变化来确定滴定终点 B.滴定终点位于滴定曲线斜率最小处 C.电位滴定中，在化学计量点附近应该每加入0.1～0.2mL滴定剂就测量一次电动势 D.除非要研究整个滴定过程，一般电位滴定只需准确测量和记录化学计量点前后1～2mL的电动势变化即可 4.在自动电位滴定法测HAc的实验中，绘制滴定曲线的目的是( A ) A.确定反应终点 B.观察反应过程pH变化 C.观察酚酞的变色范围 D.确定终点误差 5.在自动电位滴定法测HAc的实验中，自动电位滴定仪中控制滴定速度的机械装置是( D ) A.搅拌器 B.滴定管活塞 C.pH计 D.电磁阀 6.测水样pH值时，甘汞电极是( C ) A. 工作电极 B. 指示电极 C.参比电极 D. 内参比电极 7.pH电极的内参比电极是( B ) A. 甘汞电极 B. 银－氯化银电极 C. 铂电极 D. 银电极 8.标准甘汞电极的外玻璃管中装的是( A ) A.1.0mol/LKCl溶液 B. 0.1mol/LKCl溶液 C. 0.1mol/LHCl溶液 D.纯水 9.饱和甘汞电极的外玻璃管中装的是C A. 0.1mol/LKCl溶液 B. 1mol/LKCl溶液 C. 饱和KCl溶液 D. 纯水 10.测水样的pH值时，所用的复合电极包括( B ) A. 玻璃电极和甘汞电极 B. pH电极和甘汞电极 C. 玻璃电极和银－氯化银电极 D. pH电极和银－氯化银电极 11.吸光度读数在范围内，测量较准确。( B ) A．0～1 B．0.15～0.7 C．0～0.8 D．0.15～1.5
实验名称：光束质量M2因子测试及分析 实验目的 1、了解M2因子的概念及M2因子评价光束质量的优越性； 2、掌握M2因子的测量原理及测量方法； 3、掌握测量激光器的腰斑大小和位置的方法。 实验原理 1988 M2 束质量的影响。在二阶矩定义下，利用与量子力学中不确定关系类似的数学证明过程可得 M2≥1，它说明小的束宽和小的发散角二者不可兼得。当M2=1时，激光束为基模高斯光束；当M2>1时，激光束为多模高斯光束。当激光光斑为圆斑时，光束质量因子M2可表示为 式中为光束束腰宽，为光束的远场发散角，A 为激光波长。 根据国际标准组织提供的ISOlll46—1的测量要求设计测试方案。采用多点法测量光束质量因子，就是在激光束的传输方向上测量多个位置处的激光参数。利用曲线拟合的方法求得各激光参数。CCD 通过数据采集卡连接到计算机，二阶矩定义的光束宽度通过编程确定，在计算机上可以读到束宽的大小。对测量结果采用多点双曲线拟法拟
合或抛物线拟合，求出按二阶矩定义束宽的传输方程中3个系数a i、b i；、c i后，就可以计算出相应的光束参数 对于束腰不可直接测量的激光柬(绝大多数激光器产生的激光都是发散的)，先要用无像差透镜进行束腰变换。实验测量两台会聚光束He-Ne激光器(一台是基模的，一台是多模的)M2因子和其腰斑的大小与位置、发散角及瑞利长度。根据透镜对高斯光束的变化规律，可以根据以下公式算出和Z0。从而求出激光器腰斑的大小和位置。 实验数据记录及处理 ①基模激光的拟合图像
原始实验数据 Waist Width X 0.538 mm Waist Width Y 0.583 mm Divergence X 3.374 mrad Divergence Y 3.304 mrad Waist Location X 232.03 mm Waist Location Y 233.64 mm M2 X 2.2532 M2 Y 2.3898 Rayleigh Range X 159.47 mm Rayleigh Range Y 176.33 mm Wavelength 632.8 nm Focal Length 100 mm Laser Location 507 mm Z-Position X Width Y Width mm mm mm 106.55 0.2303 0.21891
二、LGA-4000激光气体分析仪 (一)、简介 1、概要 LGA-4000激光气体分析仪能够在各种高温、高粉尘、高腐蚀等恶劣的环境下进行现场在线的气体浓度测量。 2、测量原理 LGA-4000激光气体分析仪是基于半导体激光吸收光谱（DLAS）气体分析测量技术的革新，能有效解决传统的气体分析技术中存在的诸多问题。 半导体激光吸收光谱（DLAS）技术利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度。由半导体激光器发射出特定波长的激光束（仅能被被测气体吸收），穿过被测气体时，激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。 3、系统组成 LGA-4000激光气体分析仪由激光发射、光电传感和分析模块等构成，如图 1.2所示。由激光发射模块发出的激光束穿过被测烟道（或管道）,被安装在直径相对方向上的光电传感模块中的探测器接收，分析控制模块对获得的测量信号进行数据采集和分析，得到被测气体浓度。在扫描激光波长时，由光电传感模块探测到的激光透过率将发生变化，且此变化仅仅是来自于激光器与光电传感模块之间光通道内被测气体分子对激光强度的衰减。光强度的衰减与探测光程之间的被测气体含量成正比。因此，通过测量激光强度衰减可以分析获得被测气体的浓度。
图4、 ●●●●5 L 激光发射光电传感 控制模块
表1.1 LGA-4000激光气体分析仪规格和技术参数表 图2.1. LGA-4000激光气体分析仪示意图 LGA-4000激光气体分析仪采用了集成化、模块化的设计方式，系统主要功能模块是由发射单元和接收单元构成（见图 2.1）。发射单元驱动半导体激光器，将探测激光发射，并穿过被测环境，由接收单元进行光电转换，将传感信号送回发射单元，由发射单元的中央处理模块对光谱数据进行分析，获得测量结果。
实验一LS230/VSM+激光粒度仪测定果汁饮料粒度 1实验目的 1.1了解激光粒度仪的基本操作； 1.2了解激光粒度仪测定的基本原理。 2实验原理 激光粒度分析仪的原理是基于激光的散射或衍射，颗粒的大小可直接通过散射角的大小表现出来，小颗粒对激光的散射角大，大颗粒对激光的散射角小，通过对颗粒角向散射光强的测量（不同颗粒散射的叠加），再运用矩阵反演分解角向散射光强即可获得样品的粒度分布。 激光粒度仪原理图如图1所示，来自固体激光器的一束窄光束经扩充系统扩充后，平行地照射在样品池中的被测颗粒群上，由颗粒群产生的衍射光或散射光经会聚透镜会聚后，利用光电探测器进行信号的光电转换，并通过信号放大、A/D 变换、数据采集送到计算机中，通过预先编制的优化程序，即可快速求出颗粒群的尺寸分布。 3实验试剂与仪器 3.1实验样品：果汁饮料。 3.2实验仪器：LS230/VSM+激光粒度仪。 4实验步骤 4.1按照粒度仪、计算机、打印机的顺序将电源打开，并使样品台里充满蒸馏水，开泵，仪器预热10分钟。
4.2进入LS230的操作程序，建立连接，再进行相应的参数设置： 启动Run-run cycle（运行信息） （1）选择measure offset(测量补偿)，Alignment（光路校正），measure background（测量空白），loading（加样浓度），Start 1 run（开始测量（2）输入样品的基本信息，并将分析时间设为60秒，点击start（开始）。 如需要测量小于0.4μm以下的颗粒，选择Include PIDS，并将分析时 间改为90秒后，点击start（开始） （3）泵速的设定根据样品的大小来定，一般设在50，颗粒越大，泵速越高，反之亦然。 4.3在测量补偿，光路校正，测量空白的工作通过后，根据软件的提示，加入样品控制好浓度，Obscuratio n应稳定在8-12%：假如选择了PIDS，则要把PIDS 稳定在40-50%，待软件出现ok提示后，点击Done（完成）。 4.4分析结束后，排液，并加水清洗样品台，准备下一次分析。 4.5作平行试验，保存好结果，根据要求打印报告。 4.6退出程序，关电源，样品台里加满水，防止残余颗粒附着在镜片上。 5实验结果与讨论 5.1实验结果 由实验结果显示： 平均粒径：141.7μm
B e a m P r o fi l e 3.23.2 Introduction to Camera-Based Profilers Beam Attenuating Accessories A camera-based beam profiler system consists of a camera, profiler software and a beam attenuation accessory. Spiricon offers the broadest range of cameras in the market to cope with wavelengths from 13nm, extreme UV, to 3000 μm, in the long infrared. Both US B and FireWire interfaces are available for most wavelength ranges providing flexibility for either laptop or desktop computers. BeamGage?, the profiling software, comes in three versions: Standard, Professional and Enterprise. Each builds off of the next adding additional capability and flexibility needed for adapting to almost any configuration requirement. Spiricon also has the most extensive array of accessories for beam profiling. There are components for attenuating, filtering, beamsplitting, magnifying, reducing and wavelength conversion. There are components for wavelengths from the deep UV to CO2 wavelengths. Most of the components are modular so they can be mixed and matched with each other to solve almost any beam profiling requirement needed. Acquisition and Analysis Software The BeamGage software is written specifically for Microsoft Windows operating systems and takes full advantage of the ribbon-base, multi-window environment. The software performs rigorous data analyses on the same parameters, in accordance with the ISO standards, providing quantitative measurement of numerous beam spatial characteristics. Pass/Fail limit analysis for each of these parameters can be also applied. ISO Standard Beam Parameters ?Dslit, Denergy, D4σ ?Centroid and Peak location ?Major and Minor axes ?Ellipticity, Eccentricity ?Beam Rotation ?Gaussian Fit ?Flat-top analysis / Uniformity ?Divergence ?Pointing stability ?For data display and visualization, the user can arrange and size multiple windows as required. These may contain, for example, live video, 2D Topographic and 3D views, calculated beam parameters and summary statistics in tabular form with Pass/Fail limit analysis, and graphical strip chart time displays with summary statistics and overlays. Custom configured instrument screens with multiple views can be saved as configuration files for repeated use. Data can be exported to spreadsheets, math, process/ instrumentation and statistical analysis programs, and control programs by logging to files or COM ports, or by sharing using LabView or ActiveX Automation. Video Dual Aperture Profiles ?Beam Statistics ?3D Profile View ?2D Topographic View ?Time Statistics Charts ?Pointing / Targeting ?Hide measurements and features not in use for user simplicity ?Notes ? software Power Sensor: Optional adjustable ND filters
- 69 - 工 业 技 术 ０ 引言 目前在特种材料加工制造领域中大部分使用CO 2激光器和YAG 激光器，近十年来随着对大功率半导体激光器物理机制的研究以及半导体工艺的创新和应用，特别是在新材料新技术合成应用的突破，由于大功率半导体激光器具有较高的输出功率和良好的光束质量，使大功率半导体激光器在加工制造业中得到了广泛的应用。激光加工技术是对材料进行精准加工，为此须对激光器光束质量进行测量。 １ 大功率半导体激光器光束质量测量 该文从M2因子、远端发散角、近端及远端的光强分布等方面对大功率半导体激光器的光束质量进行了测量研究。 １．１ 测量方案 图1中的可调谐衰减器为德国Metrlux 的ML2300Polarlu，其作用是在光束分析CCD 前进行衰减。 图1中的滤波片采用德国Metrlux 的中性滤波片： 与CCD 相机配套光束分析软件为德国 Metrlux 的ML1201 beamlux II advanced ML2300 Polarlux 的Maximum input power 选择1 000 w/cm 2；Metrolux 中性滤波片选择02402-41025（700-1100）一套4片，其型号及技术 透光率为：10%，1%，0.1%，0.01% ML37430-11200-1光束分析仪，重点技术指标为：（1）Wavelength range:320 nm~1100 nm。（2） Resolution:1392×1040。（3） Frame rate:50帧/秒。 系统选用的Metrolux ML1201 beamlux Ⅱ advanced 系列软件必须与光束CCD 分析相机匹配。 １．２ 注入电流与光束质量的关系 利用透镜变换法，测量激光器在不同工作电流下的质量参数。通过高斯拟合，当注入电流分别为800 mA、1 600 mA、 2500 mA 和5 000 mA 时，M 2 因子的值分别为69、56、42、52；当注入电流较小时，由于有源区较大，仅有边缘部分激射，此时光束质量较差，光斑呈现为环形；随着电流的不断增大，有源区电流密度也近似平均并全部激射，此时光斑为圆形对称，当再次增大电流时，有源区造成电流拥阻，因此造成光束质量开始变差。 １．３ 出光口径与光束质量的关系 选用为100 mm、200 mm、300 mm 和500 mm 不同出光口 径的器件时，在同时注入电流为2 A 下的远场光斑强度分布。小口径发射器件电流分布相对较均匀，有源区边缘电流密度与中心电流密度相似，全部激射。阈值下，光束分布趋近于高斯模型，远场光束以中心轴为对称均匀分布，中心处光强大，此时光束发散角较小，当有源区直径逐渐增加时，激光强度分布越发不均匀，其中注入载流子浓度较高的地方，激射也相对较高，光束分布不均匀，光束质量随着出光口径的增大而变小。 ２ 大功率半导体激光器发散角测量２．１ 测量方案 测试系统由脉冲电机、光电探测器和计算机等组成。测 激光器光束质量测量技术研究 吴乔石 （鞍山高新技术孵化器发展中心，辽宁 鞍山 114044） 摘 要：由于半导体激光器结构的特点，在其应用中需对其波束进行整形，为了有利于大功率半导体激光器的推广应用，需准确识别大功率半导体激光器的输出分布特性。该文从M 2因子、远端发散角，近端及远端的光强分布等方面对大功率半导体激光器的光束质量进行了测量技术研究，给出了相应的测量方案和误差分析。关键词：大功率半导体激光器；远端光强分布；光束质量； 发散角中国分类号：TN284 文献标志码：A 图1 激光器光束质量测试方案
第34卷第5期2008年9月 光学技术OPTICAL TECHN IQU E Vol.34No.5 Sep. 2008 文章编号:100221582(2008)0520664203半导体激光器线阵的棱镜组光束 整形器和光纤耦合输出 Ξ 王春灿1,2,张帆1,刘楚1,宁提纲1,简水生1 (1.全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京 100044;2.北京交通大学光波技术研究所,北京 100044) 摘 要:针对半导体激光器线阵输出光束快慢轴方向光参数积不对称问题,提出并制作了基于直角棱镜片的光束整形器,其具有结构简单紧凑,制作安装容易的特点。通过数值仿真和实验对光束整形器进行了分析,研究表明整形器实现了半导体激光器线阵输出光束的对称化,并且光束经过透镜聚焦后对数值孔径为0.46,直径为200μm 的光纤进行耦合,效率为53%。 关 键 词:激光技术;光束整形;半导体激光器线阵;光纤耦合 中图分类号:TN248.4 文献标识码:A Prism groups beam shaper and f iber coupling of the laser diode arrays WANG Chun 2can 1,2,ZH ANG Fan 1,LI U Chu 1,NI NG Ti 2gang 1,J I AN Shui 2sheng 1 (1.K ey Lab of All Optical Network &Advanced Telecommunication Network of EMC , Beijing Jiaotong University ,Beijing 100044,China ) (2.Institute of Lightwave Technology ,Beijing Jiaotong University ,Beijing 100044,China ) Abstract :The emission beam of the laser diode arrays (LDA )has an asymmetrical distribution and is astigmatic ,that is ,the waists and divergences of the beam in the fast and slow axes are different.To equalize the beam parameter products (BPP )of the asymmetrical laser beam ,a new beam shaper based on the prism groups is developed and demonstrated by experiment.By focusing the reshaped beam into an optical fiber with the diameter of 200 μm and numerical aperture of 0.46,high quality laser beams can be obtained and the overall efficiency is 53%. K ey w ords :laser technique ;beam shaping ;laser diode arrays ;fiber coupling 0 引 言 近年来由于大功率半导体激光器线阵(LDA )具有体积小、光电转换效率高、工作寿命长和较高的高性价比等优势,在材料加工、激光医疗和固体激光器的泵浦源等方面得到广泛地应用。半导体激光器线阵的输出光束具有不对称性,即在垂直于p 2n 结的方向上发光区宽约1μm ,输出光束的发散角为30°～60°,这一方向称为快轴,在平行于p 2n 结的方向上发光区宽约10mm ,发散角约为10°,其称为慢轴。例如nlight 公司60W 半导体激光器线阵是由 49个发光单元以间隔100 μm 周期沿慢轴方向排列组成,每个发光单元尺寸为1μm ×100 μm (快轴尺寸×慢轴尺寸),整体半导体激光器线阵的发光面尺 寸为1μm ×10mm ,发散角为36°×10°。一般用拉 格朗日不变量,也称作光束参数积(BPP )来描述光束质量,其值为光斑尺寸与发散角度的乘积,则快轴和慢轴两个方向上BPP 分别为0.6和1745mm ?mrad 。图1给出了上海恩耐公司的60W 半导体激 光器线阵的输出光束强度分布,由SPIRICON M 22200光束质量分析仪测得,可以看出光束沿快慢轴 两个方向上是不对称的。因此,如果要把LDA 输出光束耦合进光纤,需要首先通过光束整形技术将LDA 输出光束进行对称化。目前,国内外所用的整 形技术有双平面镜反射法[1]、阶梯反射镜法[2]、微片棱镜堆整形法[3]、衍射元件法[4]等。本文报道利用直角棱镜组对LDA 输出光束进行整形的方案,其特点是结构简单紧凑,制作和安装较为容易,并且成 4 66Ξ收稿日期:2007211221;收到修改稿日期:2008201221 E 2m ail :xzwangchuncan @https://www.doczj.com/doc/d214144495.html, ;ssjian @https://www.doczj.com/doc/d214144495.html, 基金项目:国家自然科学基金、北京市自然科学基金(4052023)、新世纪优秀人才支持计划(NCET 20620076)、北京交通大学校科技基金 (2006XM003)资助);北京交通大学科学技术基金(2004RC073);北京交通大学专项研究员基金(48101) 作者简介:王春灿(19752),男,江苏人,北京交通大学博士研究生,从事光纤激光器与光器件方面的研究。
实验7、粒度分析仪简介及使用 纯牛奶粒度分布的测定（激光粒度法） 一、实验目的： 1．掌握粒度分析仪的测定原理及操作方法。 2．测定纳米粒子的粒度尺径及分布和Zeta电位性质。 二、实验原理： 2.1 激光粒度仪介绍 激光粒度分析仪仪是利用粒子的布朗运动，根据光的散射原理测量粉颗粒大小的，是一种比较通用的粒度仪。其特点是测量的动态范围宽、测量速度快、操作方便，尤其适合测量粒度分布范围宽的粉体和液体雾滴。对粒度均匀的粉体，比如磨料微粉，要慎重选用。 激光粒度仪集成了激光技术、现代光电技术、电子技术、精密机械和计算机技术，具有测量速度快、动态范围大、操作简便、重复性好等优点，现已成为全世界最流行的粒度测试仪器。 激光粒度仪作为一种新型的粒度测试仪器，已经在其它粉体加工与应用领域得到广泛的应用。它的特点是测试速度快、重复性好、准确性好、操作简便。对提高产品质量、降低能源消耗有着重要的意义。 2.2激光粒度仪的原理 激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。如图1所示。 图1，激光束在无阻碍状态下的传播示意图 米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小；颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的；大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的，如图2所示。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。
第３６卷第７期２００９年７月 国激光 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＡＳＥＲＳ 中 Ｖ０１．３６，Ｎｏ．７ Ｊｕｌｙ，２００９ 文章编号：０２５８—７０２５（２００９）０７—１６４３一ｉｉ 激光光束质量综合评价的探讨 冯国英１ 周寿桓１’２ （１四川大学电子信息学院，四川成都６１００６４；２华北光电技术研究所，北京１０００１５） 摘要综述了现有的３类激光光束质量评价方法，即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调 制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数口因子、斯特列尔比、环围能量比以及肝因子等。讨论了它们各自的适用范围、优点和局限性。提出了采用胼因子矩阵以表述光束的像散特性，给出了Ｍｚ因子的不变量。 关键词 激光技术；光束质量；膨因子；口因子 文献标识码Ａ ｄｏｉ：１０．３７８８／ＣＪＬ２００９３６０７．１６４３ 中图分类号ＴＮ２４８．１ ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎＦｅｎｇＧｕｏｙｉｎ９１ ｏｎ ＬａｓｅｒＢｅａｍ Ｑｕａｌｉｔｙ ＺｈｏｕＳｈｏｕｈｕａｎｌ＇２ ，１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１００６４，Ｃｈｉｎａ、 ＼ ２ ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏ－Ｏｐｔｉｃｓ，Ｂｅｒｉｎｇ
ｑｕａｌｉｔｙ ｓｕｃｈ ａｓ １０００１５。Ｃｈｉｎａ ／ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓ ａｒｅ ｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｌａｓｅｒｂｅａｍｎｅａｒ－ｆｉｅｌｄ ｑｕａｌｉｔｙ，ｆａｒ—ｆｉｅｌｄ ｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙ ｓｐｏｔ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｒａｔｉｏａｎｄ ｃｏｎｔｒａｓｔｒａｔｉｏｏｆｎｅａｒ—ｆｉｅｌｄ，ｆｏｃｕｓｅｄ ｓｉｚｅ，ｆａｒ－ｆｉｅｌｄｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅａｎｇｌｅ，ｔｉｍｅｓｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔｅｄｆａｃｔｏｒ８，Ｓｔｒｅｈｌｒａｔｅ，ｅｎｅｒｇｙｃｉｒｃｌｅ ｔｈｅｍ ｒａｔｅ，Ｍ２ ｆａｃｔｏｒ。 ｅｔｃ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｎｇｅ，ｓｔｒｏｎｇｐｏｉｎｔａｎｄｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｏｆｐｏｗｅｒｌａｓｅｒｂｅａｍ ａｒｅｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｕｓｅｄｉｎｅｖａｌｕａｔｉｎｇｂｅａｍｑｕａｌｉｔｙｏｆｈｉｇｈ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｆｌｍａｔｒｉｘｏｆＭ２ｆａｃｔｏｒｆｏｒｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｎｇａｓｔｉｇｍａｔｉｃｂｅａｍ ｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｖａｒｉａｎｔｖａｌｕｅｉｓｇｉｖｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｌａｓｅｒ
国外主要激光器企业 大全
国外主要激光器企业大全 2014-12-04 ：焊接与切割联盟我要分享评论投稿订阅 导读： IPG全球最大的光纤激光制造商，其生产的高效光纤激光器、光纤放大器以及拉曼激光的技术均走在世界的前端。 OFweek激光网讯：激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的亮度约为太阳光的100亿倍。 随着激光技术的不断发展，激光应用已经渗透到科研、产业的各个方面，在汽车制造、航空航天、钢铁、金属加工、冶金、太阳能以及医疗设备等领域都起到重要作用。 我国激光加工产业五个发展阶段：1990~1993年横流CO2激光器的使用标志着我国研究成果走向实际应用；1994~1997年CO2激光设备应用于大量的打标和服装雕刻；1997~1999年，激光技术应用于手机电池焊接，从而带动了汽车零部件、小五金元器件的打标应用；2000~2004年，成套的大功率激光设备面市，应用于焊接、毛化、切割、调阻、打孔、模切等更广阔的领域；2004年至近期，大功率激光切割机、多种裁床、激光熔覆设备、激光直接成型机、用于微电子加工等领域的激光设备纷纷涌现。 虽然我国的激光加工产业相比上个世纪发生了日新月异的变化，近年来很多激光设备已经逐步实现国产化，但是依然还受到多方面技术不成熟的制约，还无法完全满足我国激光加工市场的广大市场需求。 激光设备的核心就是激光器，我国各大激光设备企业不断地加大技术开发投入，虽然已经取得了一定的成就，各种激光设备实现国产化，达到国际领先水平，但是在主力激光器，超大功率激光器依然依赖进口，以致激光设备价格大幅度上涨，制约了我国激光加工产业的发展，另一方面，国外不少的激光加工企业看准中国激光加工的广大市场前景，纷纷入驻我国的沿海城市，冲击我国激光加工产业，国际竞争国内化。 下面总结目前市场上应用于工业制造领域的激光器主要企业，以供想采购激光焊接、激光切割、激光打标等企业提供相应的参考！ 美国 1.相干（Coherent）公司 相干公司成立于1966年，是世界第一大激光器及相关光电子产品生产商，产品服务于科研、医疗、工业加工等多个行业；秉承40年的激光制造经验和创新精神，致力于提供一流的商业化激光器，促进科学研究不断进步、生产制造行业生产力和加工精度的不断提高；其全球化的销售、客户服务和技术支持网络更为客户提供全球范围内的合作和服务。 相干公司能够提供更全面的激光器和激光参数测量产品，包括：氩/氪离子激光器、CO2激光器（10.6μm、9.4μm、调Q、可调谐、单频、THz源）、半导体激光器(375nm、405nm、635nm、780-980nm)、钛宝石连续可调谐激光器、准分子激光器、脉冲染料激光器、钛宝石超快激光器及放大器、半导体泵浦固体激光器（1064nm、532nm、355nm、266nm）、功率计、能量计、光束质量分析仪和波长计等。