激光准直论文

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1、毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：专业：设计题目：基于ZEMAX的激光准直系统设计指导教师：2010年月日毕业设计开题报告1.结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述:文献综述一、题目背景和研究意义随着世界工业技术的迅猛发展，对各项几何参数的测量精度要求越来越高。直线度测量是几何计量领域里最基本的计量项RZ-,也是机械加工中常见而又重要的测量项0o各国工业研究部门和计量测试部门都投入了大量的资金和人力，致力于新的工艺技术、检测技术以及新兴器件的研究，以推动高科技产品的迅速商品化，提高竞争能力。在精密仪器制造与检测、大尺寸测量、大型仪器的安装

2、与定位、军工产品制造等领域中冇着广泛的应用⑴。直线度作为形状误差的要索之一，直接影响仪器精度、性能、质量,在有些场合，甚至是决定因素。激光由于具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特点，在工程、医疗等面得到了广泛的应用。这里仅就基本建设工程的施工测量屮的应用作简单介绍。在基建工程中，为保持施工作业的质量，常常需耍提供较高精度的横向、竖直基准线。以激光束作基准线精度在±lmm以内的作业，称为激光准直。激光准直系统在生产和生活屮得到极其广泛的应用。在电梯导轨的安装㈢方而，在测量大型平台的平面度、在大型机械零部件轴孔同轴度、同心度测量⑶中，在检测大坝外部变形的大坝安全监测系统⑷

3、中以及其他许多工程检测系统中，激光准直系统都有这广泛的应用。因此，对激光准直系统的研究具冇重要意义与广阔的前景。二、本课题研究现状1•激光准直技术⑸[8]060年代激光问世以來，由于激光束具有高亮度、准直性、方向性、相干性等特点,使激光技术得以迅速的发展，因此在许多方面获得了广泛的应用，如激光割切，加工、激光位移计、激光干涉测量等，是质量控制和自动化测量不可或缺的工具。激光技术的应用正在日益扩大之中，在机械工业上激光的应用日益普遍，究其用途，不外乎加工和测量两大类。作为测量用途的激光，其输出功率一•般较加工用途的激光低，而价格低廉,种类也较多。测量用途的激光除了常用的二极管激

4、光器与氨氛激光外，在一些特殊场合中，也可见一些较高功率的激光，作为大面积或长距离的测量Z用。它的优点切在于：（1）相干性：相干性的好坏取决于光源的单色性好坏。在激光出现前，人们很难找到相干的光源来进行光的干涉的实验验证，因为普通光源由于单色性差，相干长度仅只有0.15m,为保证干涉现象的出现，两路光束的光程差不能大于0.15m。相比之下，普通的He-Ne激光器其相干长度达到了300m。所以可以说激光是完全相干光。（2）方向性、光束平行性：与普通光源以4ir立体角不同，激光发射限定在很小的立体角内。通过开放谐振腔的进一步设计，同时采取选模措施，可以获得近乎理想的平行光，它可以传

5、播很远而极少发散，其发散主要是由于光束木身的衍射特性等造成的。波长为lOOOnm的激光，光束直径为1mm时，发散角约为lmrado若在最好的情况下，激光束的定向性可达到光束截面大小所决定的衍射极限。由于激光具有良好的方向性，因此经常被用作准直技术的基准，应用于各种精密测量屮。（3）单色性：单色性是指辐射光的波长范围，或是指谱线宽度范围，范围越小，单色性越好。普通光源的光谱分布一般是多种频率的离散分布，其至是连续分布，波长有一个范围，因而单色性很差。与普通光源相比，激光器所发出的全部光辐射集中在较窄的频率范围内，即激光辐射具有较高的单色性。普通光源屮单色性最好的Kr86-Jt谱

6、线宽度也有0.00047nmo而激光的谱宽很窄，可比一般单色光源窄上万倍至千万倍，是当今世界上最好的单色光源。一台稳频He-Ne激光器，在通常情况下，632.8nn）的谱线展宽仅只有10.8nm,可见激光束的单色性是很突出的。（4）高亮度：激光器发出的激光是集中在沿轴线方向的一个极小发射角内（仅十分之一度左右），激光的亮度比同功率的普通光源高出几亿倍。一般气体激光器可达2〜106W/m2•St•Hz,而太阳辐射波长5000埃附近的单色定向亮度值约为2・6*10一8W/m2-St-Hzo可见激光柬的高亮度特性是突出的。由于激光具冇的以上四种特点，很快被作为准直光源应用丁•准直技

7、术屮，并在准直技术中发挥了重耍的作用。1.激光准直系统应用与现状激光准直直线度测量技术方而国内学者进行了大量的研究工作，并取得了一些成果。北京交通大学的匡萃方等人提出的一种共路补偿激光漂移的直线度测量方法，将角锥棱镜作为位置敏感器，四彖限探测器探测角锥棱镜逆向反射光所携带的直线度误差，二维PSD和透镜用来检测空气扰动所带来的角度漂移。通过补偿，空气扰动所带来的附加位置误差可以减少大约75%何。四川大学光电科学技术系研制出一种新的基于离轴成像技术的远距离、大范围二维直线度测量仪。仪器的直线基准为整形的I•