激光束的特征参数与测量方法

如何使用激光测距仪进行距离测量与校正激光测距仪是一种常见的测量工具，在工程施工、地理测量、工业制造等领域广泛使用。

它利用激光束的特性进行测量，可以快速准确地获得目标物体到测量仪的距离。

本文将介绍如何使用激光测距仪进行距离测量与校正。

一、激光测距仪的基本原理激光测距仪的测量原理主要是利用激光束的发射和接收时间差，从而计算出目标物体到测距仪的距离。

它通过发射激光束并记录激光束从发射到接收的时间差，根据光速公式（距离=速度×时间），可以得出目标物体的距离。

二、激光测距仪的使用注意事项1. 首先要保证激光测距仪的稳定性和精度。

在使用之前，要对其进行校准，以确保测量结果的准确性。

2. 在进行测量时，要确保激光束没有被遮挡，否则会导致测量结果不准确。

同时，要注意避免阳光直射，以免影响激光的传输和接收。

3. 激光测距仪一般需要放置在水平稳定的位置上进行测量，以保证测距仪的稳定性和准确性。

4. 在测量过程中，注意避免与其他物体碰撞，以免损坏测距仪或导致测量结果出错。

三、激光测距仪的测量步骤1.打开激光测距仪的电源，并确保设备工作正常。

如出现异常情况，需要及时检查和处理。

2.选择需要测量的目标物体，并将激光测距仪对准目标物体。

3.按下测量按钮，激光测距仪会发射激光束，并记录激光束发射和接收的时间差。

4.激光测距仪会自动计算出目标物体到测距仪的距离，并显示结果。

四、激光测距仪的校正方法1. 地面校正：将激光测距仪放置在已知距离的平坦地面上，测量该距离并与实际距离进行比较，如果存在误差，可以通过调整激光测距仪的设置进行校正，以提高测量的准确性。

2. 基准物校正：选择一个已知距离的基准物体，将激光测距仪对准基准物，并进行测量。

然后将测得的距离与实际距离进行比较，如有误差，可以通过调整激光测距仪的设置来进行校正。

3. 多次测量校正：进行多次重复测量，取平均值。

由于环境因素和操作技巧的影响，单次测量可能存在误差，通过重复测量并取平均值可以减小误差，并提高测量的准确性。

激光束质量因子M2的概念及测量的方法光屏扫描法是一种较为常用的测量方法。

该方法使用一个光场扫描器，通过在不同位置测量激光束的强度分布，并利用高斯光束的理论模型进行拟合，从而得到激光束的横向和纵向尺寸，进而计算得到激光束质量因子M2具体测量步骤如下：1.将待测激光束通过一个光场扫描器，并在激光束出射处安装一个光屏。

2.将光场扫描器驱动器连接到计算机，开始扫描光屏位置。

3.在每个扫描的位置上，将光屏记录的强度分布通过CCD相机拍摄下来，然后将数据输入到计算机中。

4.利用高斯光束的理论模型，以拟合的方式对实际强度分布进行分析，从而求得激光束的横向和纵向尺寸。

5.根据激光束横向和纵向尺寸计算得到激光束质量因子M2热光拓扑法是一种利用非线性晶体产生的激光束自陷效应(thermal lens effect)来测量激光束质量因子M2的方法。

该方法通过在激光束传输路径中加入一个吸收能量的样品，利用样品产生的热源引起的光学折射变化，测量热源位置的单侧热光谱线才折射度，进而计算得到激光束质量因子M2具体测量步骤如下：1.在激光束的传输路径中加入一个吸收能量的样品，例如金属片或者涂覆了吸收性涂层的基底。

2.发射激光束，并选取一个合适的功率。

3.在激光束传输路径上的一个远离样品的位置安装一个CCD相机，用于测量热源位置的单侧热光谱线偏折度。

4.开始测量时，在样品上辐射激光束，使其产生较大的吸收热量。

5.利用CCD相机记录热源位置的单侧热光谱线的偏折度。

6.根据所测量到的偏折度，经过一系列的数据处理和计算，得到激光束质量因子M2总结起来，激光束质量因子M2是衡量激光束质量的一个重要参数。

测量方法包括光屏扫描法和热光拓扑法。

这些测量方法的应用可以帮助我们进一步研究激光束的性质，优化激光系统的设计，并在激光加工、激光医疗等领域的应用中提高激光处理的效率和精度。

激光扫描测绘的步骤和技巧激光扫描测绘是一项先进的测绘技术，广泛应用于建筑、城市规划、工程测量等领域。

它通过利用激光束测量地物的位置和形状，从而获取高精度的三维数据。

本文将介绍激光扫描测绘的基本步骤和一些技巧，帮助读者更好地理解和应用这项技术。

第一步，确定测区范围。

在进行激光扫描测绘之前，需要确定测量的区域范围。

这可以通过实地勘察和仪器调查来完成。

同时，还应考虑天气条件和周围环境对测量结果的影响。

例如，测区是否有遮挡物、是否有杂乱的背景，都会对激光扫描的质量产生一定影响。

因此，在选择测区范围时要综合考虑各种因素，以确保测量结果的准确性和可靠性。

第二步，准备激光扫描仪器。

激光扫描测绘需要使用专业的激光扫描仪器。

在选择仪器时，应注意选择具有高精度、高分辨率和可靠性的设备。

同时，还要熟悉仪器的使用说明和操作方法，包括设置扫描参数、校准仪器等。

只有正确地使用扫描仪器，才能获取准确的测量数据。

第三步，进行激光扫描测量。

在进行激光扫描测量时，应尽量保持仪器的稳定，避免摄动和震动对扫描结果的影响。

同时，要根据实际情况选择合适的扫描方式，包括全站式扫描、定点扫描和行走式扫描等。

此外，还应注意扫描仪的位置和方向，以确保所需测量的地物完全覆盖在扫描范围内。

在整个扫描过程中，要时刻注意扫描仪器的反馈信息，如扫描速度、分辨率和角度等，以确保测量结果的准确性和全面性。

第四步，处理测量数据。

激光扫描测绘所得的数据通常为点云数据，也可以转换为三维模型、图像或地理信息系统（GIS）数据库。

在处理测量数据时，需要使用专业的数据处理软件。

这些软件可以用于数据的滤波、配准、拼接和分析，从而提取出地物的特征和形状。

同时，还可以根据需求进行数据的可视化展示和分析。

数据处理是激光扫描测绘的重要环节，决定了测量结果的精度和可信度。

因此，在处理测量数据时，应注意选择合适的算法和方法，尽量减少误差和干扰。

除了基本步骤外，激光扫描测绘还有一些技巧和注意事项。

如何进行激光测量激光测量是一种高精度测量技术，广泛应用于各种科学研究、工业制造、医疗仪器等领域。

在现代科技的推动下，激光测量技术得到了长足的发展和应用。

本文将从激光测量的原理、常见的激光测量方法以及未来发展趋势等方面展开讨论。

首先，我们来看一下激光测量的原理。

激光测量利用激光的特性进行测量，通过激光器产生的高亮度、高定向性、窄带宽的激光束，照射到待测物体上，然后根据激光束的反射、散射、透射等性质，利用激光测量仪器进行测量。

由于激光的波长短、方向性好，因此激光测量具有非常高的精度和可靠性。

接下来，我们介绍几种常见的激光测量方法。

首先是激光三角法。

激光三角法是一种基于光学三角测量原理的测量方法。

它通过测量激光束的入射角度和出射角度，结合待测物体与激光器之间的距离，可以计算出待测物体的尺寸、位置等信息。

激光三角法广泛应用于大型机器的定位、测量和校正等任务中。

其次是激光干涉法。

激光干涉法是利用激光在光学元件上的干涉现象进行测量的方法。

通过测量激光干涉条纹的变化，可以得到待测物体表面的形态、薄膜的厚度、光学元件的形状等信息。

激光干涉法被广泛应用于表面形貌测量、光学元件检测、微小位移测量等领域。

此外，激光散射法也是一种常见的激光测量方法。

激光散射是激光束与物体相互作用的结果，散射的光经过分析处理，可以得到物体的粗糙度、颗粒大小、浓度等信息。

激光散射法广泛应用于颗粒物浓度测量、材料表面粗糙度检测等领域。

除了以上三种常见的激光测量方法，还有许多其他激光测量技术，如激光光滑法、激光散斑法、激光多普勒测速法等。

这些技术在不同领域有着广泛的应用和发展，为各种精密测量提供了有力的工具和方法。

随着科技的不断进步，激光测量技术也在不断发展。

未来，我们可以预见，激光测量技术将继续向着更高精度、更高灵敏度的方向发展。

例如，激光干涉仪的全息技术可以实现更高的空间分辨率和灵敏度，使得激光测量技术在微观尺度上获得更加精确的测量结果。

实验 8 He —Ne 激光器光束强度分布及其发散角的测量一、实验目的1．熟悉基横模光束特性2．掌握TEM 00模高斯光束强度分布的测量方法和鉴别 3．测量He-Ne 激光器的远场发射角二、实验原理He －Ne 激光器的模式（指横模）和远场发散角是激光器的基本参数之一。

在激光准直、导航等许多应用中使用的He －Ne 激光器，既要求是TEM ，有要求激光束具有很好的方向性和准直性。

而激光器的远场发散角越小，输出光束准直距离越长，即准直性越好。

我们能够把共焦腔基模光束的空间分布情况，用如下的空间曲线方程表示：222221(0)()x y z L Zω+−= (1)式中， （0）是Z ＝0处基模光斑半径，也就是高斯光束的束腰半径。

TEM 模光束沿X 轴是按双曲线规律变化的，包含Z 轴的任何一小平面，如XZ 平面内，光束传播轨迹是两条双曲线包围部分，如图l 所示。

在垂直于Z 轴的平面内是一个圆，在横截面内，其光强分布是高斯型的。

圆的大小就是基模光斑半径 （z ）：ω（z＝ω （2） ω（z ）代表在Z 处光斑半径，即光强度下降到中心强度的l ／e 2时，对应的半径r =221/2()()x y z ω+=。

由此可见，光斑半径ω（z ）随|z|增大而增大。

图1 共焦腔基模光束空间分布1 ．TEM 00模式的鉴别鉴别He －Ne 激光器输出光束是否是TEM 模，最简单的方法是让激光束垂直射到距离激光器输出端1米处的白屏上，观察光斑的亮度分布。

若是基模光斑，它是一个圆，中心光强最大，则He －Ne 激光器工作在TEM 模。

精确的方法是用扫描干涉仪，在示波器上观察激光器的输出频谱，如果激光器输出光束是基横模，那么，在示波器上就能观察到同一荧光谱线内各个振荡纵模 C ／2L 的频率间隔的均匀分布。

本实验采用计算机和CCD 摄象机与A/D 采集卡结合，记录下光斑的强度分布，以鉴别它是否是高斯分布，从而确定激光器是否工作在TEM 模。

激光束质量优化技巧与光束质量测量方法激光技术作为现代科学与工业领域的重要工具，已经发展成为一门独立的学科。

在众多的激光应用中，激光束的质量是至关重要的。

优化激光束的质量可以提高光束在实际应用中的效果，例如提高光束的聚焦能力、减小光束的发散角等。

本文将介绍激光束质量优化技巧与光束质量测量方法，旨在帮助读者更好地理解和应用激光技术。

1. 激光束质量优化技巧1.1 光学系统优化激光束的质量受到光学系统的影响，因此光学系统的设计和排布对激光束质量的优化至关重要。

首先，合理选择透镜、反射镜的曲率和折射率，可以改善光束的发散性能。

另外，控制光学系统的误差，如消除球面像差、色差等，也能提高光束的质量。

1.2 模态控制激光束的模态是表征激光束质量的一个重要指标。

通过合理选择激光谐振腔的结构和设计，可以实现模态控制。

常见的模态控制方法有使用稳定谐振腔、采用空间滤波器、引入相位调制器等。

这些方法可用于调整激光束的模态，以获得更好的激光束质量。

1.3 波着色消除技术波着色是激光束常见的一个问题，它会导致光束发散角不均匀，降低激光束的质量。

采用波着色消除技术，如使用光栅棱镜、控制激光动态色散等手段，可以有效减弱或消除波着色现象，提高光束的质量。

2. 光束质量测量方法2.1 干涉法干涉法是一种常用的测量激光束质量的方法。

它基于干涉现象，通过观察干涉图案的特征，可获得激光束的波前形貌信息。

常见的干涉法有自由空间干涉法、透镜前干涉法等。

干涉法的优点是非接触性、高精度、全场测量等，可以对激光束的质量进行全面的评估和分析。

2.2 基模分析法基模分析法是一种常用的测量激光束质量的方法。

它通过观察激光束在近场和远场的功率分布，来分析激光束的基模参数。

通过测量激光束的截面大小、散斑衍射等信息，可以得到激光束的光斑质量因子、Beam M2值等指标，从而评估激光束的质量。

2.3 能量分布分析法能量分布分析法是一种测量激光束质量的方法。

通过采用合适的能量分布检测器，比如平面照相片、CCD阵列、热像仪等，可以测量激光束的能量分布。

使用激光扫描仪进行三维测绘的原理和流程在建筑设计、土地测量、城市规划等领域，精确获取三维地形数据是非常重要的。

而使用激光扫描仪进行三维测绘，成为一种常用、高效的测绘方法。

本文将介绍激光扫描仪的工作原理以及测绘流程。

一、激光扫描仪的工作原理激光扫描仪是一种通过发射和接收激光束来获取地形数据的仪器。

它通过发射激光束，经过地面反射后，再由接收器接收反射回来的激光束。

通过分析接收到的激光束的特征，可以得到地面或物体的三维坐标信息。

激光扫描仪的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 发射激光束：激光扫描仪通过激光器产生一束高强度的激光束，然后通过光学器件对激光束进行聚焦，使其能够准确照射到目标地面或物体上。

2. 接收反射信号：激光束照射到地面或物体上后，部分激光会被反射回来。

激光扫描仪通过接收器接收反射回来的激光束，并将其转换成电信号。

3. 时刻测量：激光扫描仪在接收到反射信号后，会立即记录下反射时间。

通过测量激光束发射和接收的时间差，并结合激光在空气中的传播速度，可以计算出地面或物体与激光扫描仪的距离。

4. 多方位扫描：为了获取更多的地形数据，激光扫描仪通常会进行多次扫描，从不同的角度照射同一地面或物体。

通过记录不同扫描角度下的测量数据，可以进行三维重建。

二、激光扫描仪的测绘流程使用激光扫描仪进行三维测绘，通常包括以下几个步骤：1. 设计扫描路径：在实际操作之前，需要根据测绘需求和场地条件设计扫描路径。

扫描路径的设计需要考虑地形的复杂程度和激光扫描仪的测量范围，以保证数据的完整性和准确性。

2. 安装设备：在进行测绘工作之前，需要正确安装和校准激光扫描仪。

这包括调整激光束的水平和垂直方向以及设定测量参数。

3. 数据采集：激光扫描仪可以通过手持或安装在机械臂、航空器等载体上进行数据采集。

数据采集过程中，激光扫描仪会按照预设的扫描路径进行操作，记录下每个点的位置和高度信息。

4. 数据处理：采集到的数据通常是海量的点云数据，需要进行处理和整理。

激光光束发散角的测量一、高斯光束由激光器产生的激光束既不是平面光波，也不是均匀的球面光波。

虽然在特定位置，看似一个球面波，但它的振幅和等相位面都在变化。

从理论上来讲，光在稳定的激光谐振腔中进行无限次的反射后，激光器所发出的激光将以高斯光束的形式在空间传输。

而且反射（衍射）次数越多，其光束传输形状越接近高斯光束。

从另一方面讲，形状越接近高斯光束的激光束，在传播、偶合及光束变换过程中，其形状越不易改变，在高斯光束时，不论怎样变换，其形状依然是高斯光束。

在激光器产生的各种模式的激光中，最基本、应用最多的是基模高斯光束。

在以光束传播方向z 轴为对称轴的柱面坐标系中，基模高斯光束的电矢量振动可以表示为222[()arctan ()2()000(,,)()r r z i k z i t w z R z f E E r z t e e e w z ω-+--=⋅⋅ （1）式中，E 0为常数，其余各符号意义表示如下：222r x y =+2k πλ=()w z w =2()f R z z z=+ 20w f πλ= 其中，0(0)w w z ==为基模高斯光束的束腰半径，f 称为高斯光束的共焦参数或瑞利长度，R (z )为与传播轴线交于z 点的基模高斯光束的远场发散角为高斯光束等相位面的曲率半径，w (z ) 是与传播轴线相交于z 点高斯光束等相位面上的光斑半径。

图1 高斯光束的横截面图2 高斯光束的纵剖面，按双曲线的规律扩展基模高斯光束具有以下基本特点：1）基模高斯光束在横截面内的电矢量振幅分布按照高斯函数规律从中心向外平滑下降，如图1所示。

由中心振幅值下降到1/e 点所对应的宽度，定义为光斑半径，光斑半径是传播位置z 的函数()w z w =（1） 由（1）式可见，光斑半径随着传播位置坐标z 按双曲线的规律展开，即22220()1w z z w f-= （2） 如图2所示，在z =0处，0()w z w =，光斑达到极小值，称为束腰半径。

测绘技术的激光测量方法激光测量方法是一种现代测绘技术中常用的高精度测量技术。

它通过激光器发射出的激光束，利用激光的光电性质和光传播的特性，对待测对象进行距离、角度和坐标等参数的测量。

激光测量方法在实际工程测绘中具有广泛的应用，被广泛运用于建筑工程、矿山勘探、地质灾害监测等领域。

激光测量方法的基本原理是利用光电转换器将激光束反射回来的信号转化为电信号，通过测量光的传播时间或光的回波强度，来确定待测点的位置和形态。

其中，时间测量法是最常用的激光测量方式之一。

时间测量法是通过测量光的传播时间来计算待测点与激光发射点之间的距离。

激光束在发射后经过待测点并反射回来，经光电转换器转化为电信号。

通过测量反射回来的激光经过的时间，再根据光速的常数，可以计算出待测点与激光器之间的距离。

这种方法通常用于测量平面距离，如建筑物的长度、海洋测绘中岸线的距离等。

除了时间测量法，激光测量方法还有一种常用的方式是采用相位测量法。

相位测量法通过测量光的波长来计算待测点与激光器之间的距离。

激光发射器在发送激光束后，根据待测点的位置，激光束在反射回来时会有不同的相位差，通过测量相位差来计算距离。

相位测量法在测量精度和稳定性上较时间测量法更为优越，可用于测量较大距离、复杂形态的对象。

激光测量方法在测绘领域有着广泛的应用。

在地质灾害监测中，可以利用激光测量方法对地面运动进行监测，以判断地质灾害的发生和发展情况。

在建筑工程中，激光测量方法可以用于测量建筑物的形状、尺寸，以及进行精确的地形测量，为建筑设计和规划提供数据支持。

在矿山勘探中，激光测量方法可以快速、准确地进行隧道、洞窟等内部空间的测量和三维建模，为矿山开发提供可靠的数据。

激光测量方法不仅在测绘领域有着广泛的应用，还在其他领域如机械制造、移动测绘等方面发挥着重要作用。

在机械制造中，激光测量方法可以用于机器零件的加工和装配，以及测量机器的精度和偏差。

在移动测绘中，激光测量方法可以实现快速、高精度的地图制作和数据采集，为导航和定位提供基础。

激光束质量分析技术的操作指南激光技术在现代社会中扮演着重要的角色，如激光器、激光切割、激光治疗等应用。

然而，激光束的质量对于许多应用而言至关重要。

激光束质量分析技术的操作指南旨在帮助用户了解如何评估激光束的质量，以便更好地利用激光技术。

1. 基本概念和术语在开始操作指南前，我们先来了解一些基本的概念和术语。

激光束质量通常指的是激光束的空间分布和光束参数之间的关系。

常见的术语包括光斑大小、发散角度、光束质量因子等。

熟悉这些术语将有助于更好地理解和分析激光束质量。

2. 实验装置和测量方法接下来，我们将介绍一些常见的实验装置和测量方法，用于激光束质量的评估。

①光强分布测量：这是最简单和最常用的方法之一，通过将光束放置在一个光敏探测器上，测量不同位置的光强。

根据测量结果，可以得到激光束的强度分布情况。

② M²测量：M²是用来描述激光束质量的一个重要参数。

可以通过使用一些专用设备，如M²仪器或电子屏幕，测量激光束在水平和垂直方向上的发散角度，从而计算出M²值。

③傅里叶变换方法：通过将激光光斑转换为频率域的光谱，可以得到激光束的频谱信息。

通过分析激光束光谱的形状和频谱宽度，可以评估激光束的质量。

3. 实际操作和注意事项在进行激光束质量分析时，有一些实际操作和注意事项需要注意。

①预热激光器：对于连续工作的激光器，预热是必须的，以确保激光器稳定工作。

预热时间通常为几分钟到十几分钟。

②定期校准仪器：仪器的准确性对于激光束质量分析至关重要。

定期校准仪器以确保测量结果的可靠性和准确性。

③数据分析和结果解读：在测量完成后，对测量数据进行合理的分析和解读是重要的。

根据所需的激光束质量指标，评估测量结果是否符合要求，并提出必要的改进措施。

4. 应用和发展趋势激光束质量分析技术的应用不仅局限于激光器本身，还可以应用于激光加工、激光切割、光学通信等领域。

随着技术的发展，越来越多的创新测量方法和仪器被提出，以适应不同应用场景的需求。

激光束的特征参数与测量方法专业：学号：学生姓名：指导教师：摘要自我国自主研发出第一台激光器后，我国的激光技术得到了快速发展，由于激光具有独特的特性使其得以在许多行业被应用及发挥着重要作用。

如：科学研究、军事应用、日常生活等。

在研发激光的时我们很关心激光的参数及测量方法。

研究激光的基本参数有光斑的大小、激光功率、发散角、2M因子等。

光束质量是衡量激光光束优劣的一项重要指标。

历史上光束质量有多种定义，曾针对不同的应用目的提出过不同的评价方法。

而光束传输(2M)因子在无光阑限制的近轴光学系统中由光束自身的分布特性唯一确定，与光学系统参数无关，且同时反映光束的近场和远场特性，在数学上又具有严密性，所以在某些情况下，它是评价激光光束质量的一个重要参数。

本文通过对激光的特征参数及质量评估参数的定义和测量方法做系统的介绍，帮助日常生活中进行激光器的选择应用，同时对激光的质量评价有了更深的了解。

关键词：光束质量；M2因子；基本参数；测量方法The characteristic parameters of laser beams and itsmeasurement methodsAbstractWith the increasing development of laser, the application of laser has penetrated intoavariety of fields such as scienc,technology,military and social development .how to define and measure its parameters is a popular and significant topic for scholars to discuss and study .Such as the light optical spot area,laser power ,angle of divergence beam, propagation factor.Beam quality is an important index. There are many definitions of beam quality. Also there are some different evaluating ways based on different applications. While passing through a paraxial optical system without aperture, beam propagation factor is only determined by the distributing characteristics of beam itself. Beam propagation factor has nothing to do with the optical system parameter. It reflects the features of near-field and far-field and is mathematically tight. So in certain circumstances, it is an important parameter to evaluate the beam quality.This article give a reasonable guide on the choice of laser device by elaborating the definition and measure methods of the feature parameters and quality evaluation parameters of laser.as the same time,helping us have a deeper understanding on quality evaluation of laser.Keyword: beam quality; M2factor; parameter; measurement methods目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1 激光简介 (1)1.2激光基本原理 (2)1.2.1光子的基本性质 (2)1.2.2 光的受激辐射放大 (3)1.3激光光束相关参数 (5)1.3.1基膜高斯光束的参数 (5)1.3.2激光质量评估参数 (6)1.4影响光束参数的因子 (8)1.5论文研究意义和内容安排 (8)第二章高斯光束的特征参数 (10)2.1高斯光束概述 (10)2.1.1光强分布特点 (10)2.1.2相位分布特点 (12)2.1.3瑞利长度(共焦参数)Z0 (13)2.2基模高斯光束 (13)2.3基模高斯光束在自由空间的传输规律 (14)2.4基模高斯光束的特征参数 (15)2.5基模高斯光束特征参数测量方法 (17)2.5.1光斑半径测量 (17)2.5.2发散角的测量 (19)2.6氦氖激光器的光斑半径及发散角测量 (21)2.7高阶高斯光束 (24)2.8本章小结 (26)第三章激光光束质量评价参数 (27)3.1 M2因子 (29)3.1.1广义截断二阶矩法 (30)3.1.2渐近分析法 (31)3.1.3 自收敛束宽法 (32)3.2光束M2因子测量方法 (32)3.3脉冲激光光束质量的测量 (34)3.4其他质量评估参数 (35)3.5实际激光光束质量的评价 (38)3.6本章小结 (39)第四章总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录 (43)第一章绪论自激光产生以来，对激光产生和发射的研究已经发展得很成熟，随着激光应用的广泛深入，对激光参数的定量测量也越来越重要。

测绘技术中的激光测量方法与技巧激光测量技术是一种非常重要且广泛应用于测绘领域的测量手段。

它以激光器发射出的激光束作为测量工具，通过测量光束的时间、强度等参数，进行各种测量和监测任务。

在测绘领域中，激光测量技术具有高精度、高速度以及非接触式测量等优点，已经成为测绘工作者必备的技术手段之一。

一、激光测距技术激光测距是激光测量技术中的一项基础工作，主要用于测量目标物体的距离。

激光测距技术通过测量激光束从发射到接收的时间来计算出目标物体与测量仪器之间的距离。

在实际应用中，激光测距技术可以通过单次测距和多次测距两种方式来实现。

单次测距适用于对静态目标进行距离测量，而多次测距则适用于对动态目标进行距离测量。

在激光测距技术中，准确标定激光器的发射和接收时间是非常重要的，关系到距离测量的准确性。

二、激光测角技术激光测角技术是测绘领域中常用的一种测量方法，主要用于测量目标物体的角度。

激光测角技术通过测量激光束相对于测量仪器的转角，来计算出目标物体的角度。

在实际应用中，激光测角技术可以通过机械式和电子式两种方式来实现。

机械式激光测角技术主要依赖于机械结构的旋转来实现角度测量，而电子式激光测角技术则通过传感器和电子元件来实现角度测量。

无论是机械式还是电子式激光测角技术，都需要对测量仪器进行准确标定，以保证角度测量的精度。

三、激光扫描技术激光扫描技术是激光测量技术中的一种重要应用，主要用于获取目标物体表面的三维信息。

激光扫描技术通过激光束在目标物体表面的扫描，记录下每个扫描点的距离和角度信息，再通过数据处理和分析，生成目标物体的三维模型。

在实际应用中，激光扫描技术可以分为主动扫描和被动扫描两种方式。

主动扫描是指激光器主动向目标物体发射激光束，并记录扫描点的信息；而被动扫描是指利用三维激光扫描系统对目标物体进行全方位的扫描，获取其表面的三维信息。

四、激光测绘中的数据处理技巧在激光测绘中，数据处理是非常重要的环节，直接关系到测量结果的准确性和可靠性。

制造用高功率激光器光束质量的评价与测量陈虹;王旭葆【摘要】The evaluation and measurement of the beam quality for a high power manufacturing laser were established based on modern laser manufacturing. The measuring parameters, measuring principle, method, equipment and calculation were investigated. Firstly, based on the parameter analysis on distinguishing the laser beam quality at present, the relationship between beam quality and beam width was discussed by taking the beam propagation ratio(M2)and beam parameter product (Kf) for examples. Then, the proper parameters were proposed. Finally,a method based on the object of actual measurement and results were introduced. Experimental results indicate that the Kf value of DC035Slab CO2 laser and TLF6000tCO2 laser are 3.78 mm · mrad and 8.67 mm · mrad, respectively.It is concluded that the Kf value is the calculation results of hyperbolic fitting based on the actual measurement of beam radius at different positions along the laser beam propagating direction, the capability and focus ability of high power laser propagation can be reflected better, which defines well the laser performance for manufacturing systems.%建立了制造用高功率激光器光束质量的评价体系与测量方法,研究了该体系所采用的评价参数、测量原理、测量方法、测量仪器以及测量结果的计算和分析方法.首先,对目前存在的评价激光光束质量的参数进行了比较和判断.接着,以光束传输比(M2)和光束参数积(Kf)为重点,阐述了光束质量评价参数与光束束宽定义之间的关系,提出了工业应用背景下光束质量的评价参数.最后,介绍了基于实测目的的光束质量测量方法和实际测量结果.测量结果显示,DC035SIab CO2激光器的Kf值为3.78mm·mrad,TLF6000tCO2激光器的Kf值为8.67mm·mrad,表明Kf值是评价制造用高功率激光器光束质量的较为合适的参数.由于该值是在实际光束传输路径上不同位置处对光束束宽进行测量后用双曲线方法拟合得到的结果,所以更好地反映了高功率激光束的传输和聚焦性能,诠释了激光制造系统的制造能力.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2011(019)002【总页数】7页(P297-303)【关键词】激光制造;光束质量;光束束宽;空心探针【作者】陈虹;王旭葆【作者单位】北京工业大学激光工程研究院,北京,100124;北京工业大学激光工程研究院,北京,100124【正文语种】中文【中图分类】TN249随着新型激光制造系统的不断更新换代以及激光功率的不断提高,光束质量在一定程度上可作为激光系统之间进行比较的依据。

激光束最小直径激光束最小直径是指激光束在发射之后，经过聚焦系统的处理，所得到的直径尺寸。

对于很多激光应用来说，这个最小直径是非常重要的一个参数，他直接影响到激光的功率密度，焦距以及其它诸多特性。

下面，我们将从几个方面来分步骤阐述激光束最小直径的含义及其如何测量。

一、激光束最小直径的定义激光束最小直径通常是指激光束在通过聚焦系统之后，在最小验量段（即光斑）内的直径尺寸。

对于高功率的激光应用来说，正是因为这个最小直径越小，才能够在一定的功率下实现更高的功率密度。

二、测量激光束最小直径的方法1. 采用大型显微镜型的显微镜式测量器这种方式是经常被用来测量非常小的物体或者精细加工时使用。

如若此设计，该设备皆配备超高精度的激光干涉仪，可以在很高的精度下实现激光束最小直径的测量。

2. 对于某些激光应用来说，我们可以采用暗场、荧光和反射式的方法测量激光束最小直径。

暗场方法就是利用激光束照射到大量的细小颗粒，利用颗粒之间的闪光亮斑作为参考，测量出激光的最小直径尺寸。

荧光测量方法就是利用激光束照射在荧光物质上，当荧光物质受激发时会发生发光现象，同时发光的强度与势能有很高的差异，因此可以参考这个强度的变化来计算出激光束最小的直径。

反射式测量方法通常情况下都是使用一个接近100%的反射镜子，将激光反射回来，在反射的过程中，激光束经过色散和散射等作用，测量这个反射出来的激光束球形曲面的半径，再加以计算，就可以得到激光束的最小直径。

以上方法只是其中的几种，具体情况下，我们可以根据应用选择合适的测量方法。

三、定制化激光束尺寸的方法不同的应用需求需要不同的激光束最小直径。

依据激光束直径的计算公式，我们可以根据激光器功率、聚焦系统的接口等参数，来计算所需要的激光束直径，并按照这个尺寸定制聚焦系统以得到期待的激光束最小直径。

四、总结激光束最小直径是高功率激光应用中的一个重要的参数。

为了能够得到精准的激光束尺寸，需要从多方面角度考虑测量方法及其参数，对于部分需求比较特殊的激光束，还需要采取定制化聚焦系统的方式来达到期望的目标。