光束清理的案例
光束清理
通過空間濾波的光束清理
確保良好的光束質量對于基于激光光源的光學實驗和應用極為重要。在實際使用中，激光束可能包含高階模態或表現出波前擾動，因此光束清理非常必要。經典方法是使用空間濾波裝置，將兩個透鏡和一個針孔置于中間聚焦平面上，如傅里葉平面。我們建立了一個這樣的空間濾波裝置，并研究了針孔尺寸對輸出光束質量和功率的影響。
示例中的傅里葉變換設置
在VirtualLab Fusion中建模一個具有針孔的空間濾波裝置。我們演示了針孔的開口如何影響輸出光束的質量
作為VirtualLab Fusion中最基本的技術之一，傅立葉變換連接了空間域和空間頻率域。 我們在不同的示例中討論傅立葉變換設置并展示結果。
展開 VirtualLab Fusion：系統建模分析器
系統建模分析器
如何運行建模分析器
系統建模分析器
例1：光束清理濾波器
示例 – 光束清理濾波器
光束清理濾波器 – 光源
光束清理濾波器 – 孔徑
光束清理濾波器 – 探測器
例2：反射光柵
反射光柵對 – 系統設置
反射光柵對 – 光源
反射光柵對 – 光柵
反射光柵對 – 上臂
反射光柵對 – 下臂
VirtualLab Fusion：光學系統建模分析器
系統建模分析器
如何運行建模分析器
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例1：光束清理濾波器
示例 – 光束清理濾波器
光束清理濾波器 – 光源
光束清理濾波器 – 孔徑
光束清理濾波器 – 探測器
例2：反射光柵
反射光柵對 – 系統設置
反射光柵對 – 光源
反射光柵對 – 光柵
反射光柵對 – 上臂
反射光柵對 – 下臂
VirtualLab Fusion：系統建模分析器
本文檔介紹該工具的使用方法
系統建模分析器
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系統建模分析器
例1：光束清理濾波器
示例 – 光束清理濾波器
光束清理濾波器 – 光源
光束清理濾波器 – 孔徑
光束清理濾波器 – 探測器
例2：反射光柵
反射光柵對 – 系統設置
反射光柵對 – 光源
反射光柵對 – 光柵
反射光柵對 – 上臂
反射光柵對 – 下臂
VirtualLab ：利用空間濾波“清理”激光光束
摘要
在許多激光應用中，獲得良好的光束質量十分重要，而獲得良好光束質量的典型實驗方法是空間濾波。在空間濾波系統中，在中間焦平面(即傅立葉平面)上放置一個針孔以去除不需要的空間頻率分量。為了模擬這樣的系統，必須考慮來自針孔的衍射和激光束的衍射特性，我們在本例中演示了空間濾波效應。
建模任務
直徑開口為7.5μm的空間濾波器
直徑開口為7.5μm的空間濾波器
直徑開口為5.0μm的空間濾波器
直徑開口為2.5μm的空間濾波器
輸出光束剖面和功率比較
輸出光束剖面和功率比較
VirtualLab Fusion一瞥
VirtualLab Fusion中的工作流程
?設置入射高斯場
-基本光源模型[教程視頻]
?從Zemax OpticStudioR導入鏡頭系統
-從Zemax導入光學系統[應用用例]
?設置元件的位置和方向
-LPD II:位置和方向[教程視頻]
?適當地設置傅里葉變換
VirtualLab Fusion技術
展開 利用空間濾波“清理”激光光束
建模任務
在許多激光應用中，獲得良好的光束質量十分重要，而獲得良好光束質量的典型實驗方法是空間濾波。在空間濾波系統中，在中間焦平面(即傅立葉平面)上放置一個針孔以去除不需要的空間頻率分量。為了模擬這樣的系統，必須考慮來自針孔的衍射和激光束的衍射特性，我們在本例中演示了空間濾波效應。
[VirtualLab] 利用空間濾波“清理”激光光束
摘要
在許多激光應用中，獲得良好的光束質量十分重要，而獲得良好光束質量的典型實驗方法是空間濾波。在空間濾波系統中，在中間焦平面(即傅立葉平面)上放置一個針孔以去除不需要的空間頻率分量。為了模擬這樣的系統，必須考慮來自針孔的衍射和激光束的衍射特性，我們在本例中演示了空間濾波效應。
VirtualLab Fusion：利用空間濾波“清理”激光光束
摘要
在許多激光應用中，獲得良好的光束質量十分重要，而獲得良好光束質量的典型實驗方法是空間濾波。在空間濾波系統中，在中間焦平面(即傅立葉平面)上放置一個針孔以去除不需要的空間頻率分量。為了模擬這樣的系統，必須考慮來自針孔的衍射和激光束的衍射特性，我們在本例中演示了空間濾波效應。
建模任務
直徑開口為7.5μm的空間濾波器
直徑開口為7.5μm的空間濾波器
直徑開口為5.0μm的空間濾波器
直徑開口為2.5μm的空間濾波器
輸出光束剖面和功率比較
輸出光束剖面和功率比較
VirtualLab Fusion一瞥
VirtualLab Fusion中的工作流程
? 設置入射高斯場
- 基本光源模型[教程視頻]
? 從Zemax OpticStudioR導入鏡頭系統
- 從Zemax導入光學系統[應用用例]
? 設置元件的位置和方向
- LPD II:位置和方向[教程視頻]
? 適當地設置傅里葉變換
VirtualLab Fusion技術
展開 利用空間濾波器“清理”激光束
VIRTUALLAB FUSION中的光束切趾建模
JCMSuite應用—衰減相移掩模
熱透鏡引起焦點偏移的研究
摘要
在許多激光應用中，獲得良好的光束質量是非常重要的，而獲得良好光束質量的典型實驗方法是空間濾波。在空間濾波系統中，在中間焦平面(即傅里葉平面)上放置一個針孔，以去除不需要的空間頻率分量。為了模擬這樣的系統，必須考慮來自針孔的衍射和激光束的衍射特性，我們在這個例子中演示了空間濾波效應。
建模任務
直徑7.5μm的空間濾波器
直徑7.5μm的空間濾波器
直徑5.0μm的空間濾波器
直徑2.5μm的空間濾波器
出射光束輪廓和功率比較
出射光束輪廓和功率比較
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
- 低菲涅耳數系統中的針孔建模
- 自由空間傳播算子中傅里葉變換技術的自動選擇
展開 多個激光束的材料加工應用
緊隨其后的主光束則提供能量熔化Cu/Si釬料，將剛剛清理過邊緣表面的兩個鋼板無縫焊接，如圖1所示。
圖1 三光點釬焊示意圖
2個紅色德引導光束清理并預熱鋼板邊緣表面以改善浸潤。緊隨其后的主光束則提供能量熔化Cu/Si釬料，將剛剛清理過邊緣表面的兩個鋼板無縫焊接。噴漆后，這些焊縫肉眼不可見。
三光點釬焊系統依賴于圖2所示的光纖技術的靈活性。將光纖激光器與3根芯徑不同的光纖耦合，通過1根光纜傳輸。在靠近工件的地方，傳輸光纖會按設計產生3光點光斑，使光斑較小的引導光束在主光束完成無飛濺的釬焊之前進行預清理。
圖2 三纖芯三光點釬焊光路
特別設計的光路使具有不同芯徑的光纖通過一根操作光纖進行傳輸，在釬焊區域內產生不同尺寸的光斑。
為了更直觀地評估三光點釬焊的優勢，我們用1.6 mm的CuSi3合金焊絲、3.5 kW的光纖激光釬焊主光束，以4.5 m/min的速度對厚度為0.8 mm的熱浸鋼板樣件進行釬焊。在采用350 W引導光束在釬焊前對材料進行預清理以后，更好的邊緣一致性和表面光潔度明顯可見（如圖3）。
圖3 單光點及三光點釬焊的對比
單光點（a）和三光點（b） 釬焊均使用Cu/Si釬料進行釬焊。表面光潔度的改善和邊緣粗糙度的降低在三光點釬焊中很明顯。通過橫截面（c）可以看到三光點釬焊的一致性及焊接質量。
三光點釬焊在1道工序中將焊前清理和釬焊相結合，大大降低了噴漆前對釬焊后道工序的要求。三光點釬焊完全可以在平面或者曲面上高速自動化地獲得卓越的焊接強度和可重復性。汽車廠商逐漸采用他們更青睞的三光點釬焊用于對外觀有更高要求的鋼板焊接，以獲得最高的效率和最好的外觀。
高強鋼的兩步激光焊接
汽車廠商一直在尋求能生產更安全、更高效汽車的新型材料及焊接工藝。
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