激光分析的案例
RP系列 激光分析設計軟件 | 光纖放大器與激光器建模第四部分
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武漢墨光是光機電領域優質服務商，提供 SYNOPSYS?鏡頭設計軟件、ASAP高級光學系統分析軟件、APEX光機系統分析與設計軟件、JCMsuite 納米光學仿真分析軟件、PCGrate 光柵設計軟件、RP Fiber Power 光纖激光器及光纖器件設計軟件、Mathematica 科學計算軟件 等產品的推廣
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下一期講解第 10 部分：多級光纖放大器
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下一期講解第 6 部分：用于大功率操作的雙包層光纖
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展開 CO2激光與光纖激光切割工藝及成本分析
切割厚度>6mm的板材，光纖激光無優勢。隨著厚度的增加，CO2激光漸顯優勢，但并不明顯。圖3為不同材料的切割速度。
（a）中碳鋼 （b）不銹鋼
圖3 不同材料的切割速度
激光束在工件開始切割前，需要穿透工件。光纖激光的穿孔時間明顯要比CO2激光長。以3kW光纖激光和CO2激光為例，對于8mm的碳鋼，后者比前者少1s；10mm時，后者少2s；隨著厚度的增加，CO2激光在穿孔2000次、每次穿孔差3s計算，則每天穿孔時間差為6000s，約合1.7h。
斷面質量通常指粗糙度、垂直度。切割3mm以下厚度的鋼板時，光纖激光切割的斷面質量略差于CO2激光。隨著厚度的增加，斷面質量的差異越加明顯。切割3mm及以上的不銹鋼時，光纖激光切割的斷面呈磨砂狀，而CO2激光呈光亮。切割16mm的碳鋼，光纖激光切割斷面垂直度遠差于CO2激光，前者為0.4~0.5mm，后者為0.1mm。另外，由于光纖激光頻率低，能量密度大，在切割碳鋼小孔時，反而是個缺點，易產生過燒。CO2激光與光纖激光切割工藝比對如表1所示。
3. CO2激光切割與光纖激光切割成本分析
以切割5mm不銹鋼板為例，CO2激光與光纖激光切割工藝成本分析如表2所示。
根據上表中的數據分析，按設備年時基數3860h計算，在切割5mm不銹鋼時，CO2激光切割機的運行成本為每小時268.8元，光纖激光切割機運行成本為每小時242.7元。CO2激光和光纖激光切割速度分別按每分鐘2.5m、8.2m計算，CO2激光切割成本為每米1.79元，光纖激光切割成本為每米0.48元。
4. 綜合比較及建議
CO2激光切割和光纖激光切割都有其適用的領域。
展開 
激光增材制造仿真過程分析
模型建立之后, 規劃激光熱源的掃描軌跡, 設定需要重點分析的節點, 設置激光的掃描速度, 光斑大小、每掃描一周后的冷卻時間, 最終經過仿真計算后輸出各節點的結果。
2 結果與分析部分
2.1 溫度隨時間的變化分析
選取激光增材制造過程中的一個節點P1 (見圖2) , 連續對仿真過程中的溫度進行測量, 能夠得到中心區域隨加工時間變化的曲線, 如圖4所示。
由于薄壁框各個方向的散熱速度是不均勻的, 因此選取前面的溫度測試點對X、Y、Z三個方向的溫度梯度進行分析, 如圖5所示。
由圖5可以發現, 溫度梯度的區別主要發生在前4個掃描周期。在激光掃描至該點的幾秒鐘內, 各個方向的溫度梯度差別非常大。在該點所在平面的垂直方向, 即Y向, 溫度梯度均是正的, 而平面所在X方向和薄壁高Z向的溫度梯度則是有正有負。這也驗證了, 結構不完全對稱時, 各個方向的散熱速度不同。
所以, 通過對溫度梯度的分析, 可以在實際制件加工后, 對微觀晶粒的排布方向進行對照分析。且根據文獻[16]發現晶粒大致是沿著散熱方向排列的。
2.2 制件的變形情況分析
激光增材制造的過程中, 變形的情況極易發生, 但是由于實際加工過程中激光的高溫及強輻射, 難以對變形量進行實時的測量分析。這里, 我們選取了拐角處的一個節點P2 (見圖2) , 連續記錄了該點在整個增材制造過程仿真中的變形情況, 如圖6所示。
由圖6可知, 該點在XYZ三個方向的變形量是不同的。明顯可以看出, 在X方向和Y方向的變形量是接近于對稱的, 這是因為薄壁框是矩形結構, 拐角處節點在X向和Y向的支撐剛度接近于相等。所以在激光掃描過程中, 變形量都迅速增大至約100μm。但是在激光增材制造掃描結束后, 冷卻階段, 由于兩個方向微弱的剛度差, 還會導致變形量出現微小差異。
展開 RP 系列激光分析設計軟件 | 光束質量
對于功率隨時間變化的光束，例如對于 Q 開關激光器的輸出，其他問題也開始起作用。這時有必要使快門與激光脈沖同步。
可以使用空間光調制器來代替通過光束移動探測器，以避免任何移動部件。
另一種測量方法是通過模式匹配的無源光學諧振器或波前傳感器進行傳輸，例如 Shack–Hartmann 波前傳感器。這樣，只需要在單個平面上進行分析，就能全面鑒定激光束的特性。
光束質量對應用的重要性
高光束質量非常重要，例如當需要對光束進行強聚焦時。在激光材料加工領域，打印、打標、切割和鉆孔通常需要高光束質量，而焊接、錫焊、淬火和各種其他類型的表面處理在這方面的要求較低，因為它們需要處理較大的光斑，因此可以直接使用光束質量相對較差的高功率激光二極管(直接二極管激光器)。
對于切割和遠程焊接，相對高的光束質量(M2 不大于10)使得可以使用較大的工作距離(即工件和聚焦物鏡之間的較大距離)，這一點非常可取，例如可以保護光學器件免受碎片和煙霧的影響。此外，高光束質量減小了光束傳輸系統中的光束直徑，這樣就可以使用更小且更便宜的光學元件(例如，反射鏡和透鏡)。此外，有效瑞利長度的增加(對于給定的光點尺寸)增加了縱向對準的容差。
當泵浦光束在到達激光晶體之前必須通過各種光學器件(例如二向色鏡)時，由高光束質量帶來的大工作距離對于二極管泵浦激光器的設計也是重要的。
展開 基于comsol的脈沖激光光熱力分析
<h1><strong>基于comsol的脈沖激光光熱力分析</strong></h1><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202410/attachment/018b9a1c24074906a4e4e63b1e0694fa.gif" style="text-align: center">
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下一期將講解第 2 部分：增益和泵吸收
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展開 自動駕駛車載激光雷達技術現狀分析
4.4 本章小結
經過歸納、分析前文中的內容，最終得出智能車輛車載激光雷達仿真系統的主要技術要求以及針對于主流產品 Velodyne HDL-64E 的一種基本的仿真思路。
VirtualLab：激光引導無焦系統的分析與設計
摘要
對于天文望遠鏡，激光引導星通常用于校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確地設計光學系統以產生和控制激光引導星的尺寸，必須考慮激光束的衍射效應。在本例中，分析了這種系統的經典設計。然后，通過考慮衍射效應并在系統中包括散焦或腰移，可以進一步減小幾何光學優化給出的最小光斑尺寸。
建模任務 #1-簡單的無焦系統
激光無焦系統分析
簡單無焦系統設計w0?=?0.25?mm（固定）
簡單無焦系統設計w0?=1.5mm（固定）
簡單無焦系統設計w0?=1.5mm（固定）
設計任務#2–具有散焦的無焦系統
具有散焦的無焦系統設計
具有散焦的無焦系統設計
設計任務#3–具有輸入光束束腰偏移的無焦系統
具有束腰偏移的無焦系統設計?
具有束腰偏移的無焦系統設計
VirtualLab Fusion 技術
文件信息
展開 VirtualLab：激光引導無焦系統的分析與設計
摘要
對于天文望遠鏡，激光引導星通常用于校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確地設計光學系統以產生和控制激光引導星的尺寸，必須考慮激光束的衍射效應。在本例中，分析了這種系統的經典設計。然后，通過考慮衍射效應并在系統中包括散焦或腰移，可以進一步減小幾何光學優化給出的最小光斑尺寸。
建模任務 #1-簡單的無焦系統
?
激光無焦系統分析
簡單無焦系統設計w0?=?0.25?mm（固定）
簡單無焦系統設計w0?=1.5mm（固定）
?
簡單無焦系統設計w0?=1.5mm（固定）
設計任務#2–具有散焦的無焦系統
具有散焦的無焦系統設計
具有散焦的無焦系統設計
設計任務#3–具有輸入光束束腰偏移的無焦系統
具有束腰偏移的無焦系統設計
具有束腰偏移的無焦系統設計
VirtualLab Fusion 技術
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VirtualLab：激光引導無焦系統的分析與設計
摘要
對于天文望遠鏡，激光引導星通常用于校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確地設計光學系統以產生和控制激光引導星的尺寸，必須考慮激光束的衍射效應。在本例中，分析了這種系統的經典設計。然后，通過考慮衍射效應并在系統中包括散焦或腰移，可以進一步減小幾何光學優化給出的最小光斑尺寸。
建模任務 #1-簡單的無焦系統
激光無焦系統分析
簡單無焦系統設計w0?=?0.25?mm（固定）
簡單無焦系統設計w0?=1.5mm（固定）
簡單無焦系統設計w0?=1.5mm（固定）
設計任務#2–具有散焦的無焦系統
具有散焦的無焦系統設計
具有散焦的無焦系統設計
設計任務#3–具有輸入光束束腰偏移的無焦系統
具有束腰偏移的無焦系統設計
?
具有束腰偏移的無焦系統設計
VirtualLab Fusion 技術
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-使用空間濾波器的激光束“清理”
-低菲涅耳數系統中的針孔模型
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摘要
對于天文望遠鏡，激光引導星通常用于校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確地設計光學系統以產生和控制激光引導星的尺寸，必須考慮激光束的衍射效應。在本例中，分析了這種系統的經典設計。然后，通過考慮衍射效應并在系統中包括散焦或腰移，可以進一步減小幾何光學優化給出的最小光斑尺寸。
建模任務 #1-簡單的無焦系統
激光無焦系統分析
簡單無焦系統設計w0?=?0.25?mm（固定）
簡單無焦系統設計w0?=1.5mm（固定）
簡單無焦系統設計w0?=1.5mm（固定）
設計任務#2–具有散焦的無焦系統
具有散焦的無焦系統設計
具有散焦的無焦系統設計
設計任務#3–具有輸入光束束腰偏移的無焦系統
具有束腰偏移的無焦系統設計
?
具有束腰偏移的無焦系統設計
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展開 激光切割機的激光清洗市場前景分析
【確能激光】國內激光清洗的市場前景分析：中國是公認的制造大國，也是全球最大的加工國家，隨著政府法規對環保行業的不斷整改，傳統的工業清洗方式已逐漸被社會所淘汰，相對于此，更清潔，且不具損傷性的激光清洗將會更受市場偏愛。
激光清洗是一項非常有發揮潛力選擇，也是逐漸改變工業環保的一項重要技術。但中國激光清洗技術的研究和設備的開發起步晚，近十年來，在中低功率激光領域發展速度較高，高功率激光領域與國外企業仍有較大差距，據資料顯示，目前我國僅占8%市場份額。
據市場研究發布數據，2018年全球激光清洗市場的價值將達到5.89億美元，到2023年預計將達到7.24億美元，CAGR為4.22％。
2018-2023全球激光清洗市場規模預測（單位：億美元）相對而言，目前歐美國家的激光清洗市場表現穩定，目前激光清洗領域應用的激光器主要以固體激光器、光纖激光器、半導體激光器居多，涵蓋了低中高功率。
激光清洗，作為一個新興的清洗方法屬于國家重點支持的高新技術領域，它與傳統的清洗法不同，是一種“綠色”清洗技術，環保零污染，對人體和環境無害。激光首先將被清洗物表面的污漬碳化，使其無法附著在金屬的表面，變成顆粒狀的物體，然后在通過激光清洗機器的洗塵裝置進行回收，絕不會造成二次污染，回收的碳化物在工作結束后，無需處理。
而且酸洗溶液容易揮發，揮發的氣體人體如果長期接觸會對人體造成一定的損傷。而激光清洗不會產生任何的粉塵和污染物，工作時無需佩戴保護設備。發展激光清洗技術對我國高端激光制造技術與裝備國際競爭力的大幅提升、經濟和社會的發展具有非常重要的戰略意義。
目前，我國的工業清洗行業正在向著國際大環境需要的方向發展，激光清洗作為一種環保可靠的清潔技術，給中國環保帶來福音。
展開 校準激光器 | RP 系列激光分析設計軟件
</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 當構建紅外 體激光器或光學參量振蕩器時，可見光準直激光器可以極大地幫助找到激光諧振腔的初始近似對準。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 線激光可以指示紡織機將在何處切割織物、鋸將在何處撞擊某塊木頭等。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 十字激光還可用于指示垂直方向，例如用于切割矩形塊。</span></p><p><br></p><p><strong>輸出功率</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(0, 0, 0);">許多準直激光器具有相對較低的光功率，約為1 mW 或更低，可能屬于最低的激光安全等級1。然而，也可以使用其他裝置來發射更高的功率，例如數百毫瓦。在這種情況下，直接射到人眼的光束必須被視為危險的，并且必須相應地使用激光。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong>激光波長和帶寬</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(0, 0, 0);">許多準直激光器具有紅色輸出，僅僅是因為紅色激光二極管性能良好且價格低廉。但請注意，人眼的靈敏度對于較長的波長會急劇下降。因此，例如，發射 670 nm 的激光的可見度將比發射 635 nm 的激光低得多。兩者都明顯低于綠色激光，例如 532 nm。
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