1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文</b></p><p>　　外 文 文 獻(xiàn) 翻 譯</p><p>　　院 系 信息科學(xué)與技術(shù)系 </p><p>　　專 業(yè) 班 級(jí) 光信息科學(xué)與技術(shù)0803 班　</p><p>　　姓　 名 黎 君

2、 </p><p>　　原 文 出 處 Integrator’s Guide DiamondTM </p><p>　　GEM,G&K Lasers </p><p>　　評(píng) 分 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師

3、 </p><p>　　華中科技大學(xué)武昌分校</p><p>　　20 年 月</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文外文文獻(xiàn)翻譯要求：</p><p>　　1．外文文獻(xiàn)翻譯的內(nèi)容應(yīng)與畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文課題相關(guān)。</p><p>　　2．外文文獻(xiàn)翻譯的字?jǐn)?shù)：非英語(yǔ)專業(yè)學(xué)生應(yīng)

4、完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文課題內(nèi)容相關(guān)的不少于2000漢字的外文文獻(xiàn)翻譯任務(wù)（其中，漢語(yǔ)言文學(xué)專業(yè)、藝術(shù)類專業(yè)不作要求），英語(yǔ)專業(yè)學(xué)生應(yīng)完成不少于2000漢字的二外文獻(xiàn)翻譯任務(wù)。格式按《華中科技大學(xué)武昌分校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文撰寫(xiě)規(guī)范》的要求撰寫(xiě)。</p><p>　　3．外文文獻(xiàn)翻譯附于開(kāi)題報(bào)告之后：第一部分為譯文，第二部分為外文文獻(xiàn)原文，譯文與原文均需單獨(dú)編制頁(yè)碼（底端居中）并注明出處。本附件為封面，封面上不得出現(xiàn)頁(yè)

5、碼。</p><p>　　4．外文文獻(xiàn)翻譯原文由指導(dǎo)教師指定，同一指導(dǎo)教師指導(dǎo)的學(xué)生不得選用相同的外文原文。</p><p><b>　　寶石激光器設(shè)計(jì)指南</b></p><p><b>　　光束傳播</b></p><p><b>　　前 言</b></p>

6、<p>　　本文并非旨在詳盡徹底的討論光學(xué)理論和光線傳播理論。這些相關(guān)信息及知識(shí)可在光學(xué)和激光類課本中悉數(shù)獲得。而本文所涉及的基本光學(xué)理論都是在為設(shè)計(jì)一個(gè)光束傳輸系統(tǒng)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1.光束直徑</b></p><p>　　典型的連續(xù)激光光束非常接近高斯光束，即光束的峰值強(qiáng)度在其中心點(diǎn)。如圖13所示，圖中展示截取了自理想狀態(tài)下

7、激光器發(fā)射光束的強(qiáng)度的分布。對(duì)于這些光束，光束直徑被定義為光束在峰值強(qiáng)度的13.5%處的寬度?；趯?duì)光束的數(shù)學(xué)描述可以看出，這是光束直徑的最好的近似值。使用的信息是用來(lái)挑選激光器發(fā)射出的光束必須通過(guò)光孔的。為了能夠允許99%的激光光束通過(guò)光孔，這個(gè)孔徑至少要是光束直徑的1.5倍。在實(shí)際試驗(yàn)中，這個(gè)光孔寬度應(yīng)該比理論值大幾毫米，這樣才可使其與通過(guò)的光束相匹配。表格中所提供的激光光束數(shù)據(jù)是基于特殊工具測(cè)量的光束直徑。</p>

8、<p><b>　　圖13 光束外形</b></p><p>　　2.（光束衍射倍率因子）因子</p><p>　　真實(shí)的激光光束在某種程度上是不同于理想高斯光束在圖13中所展示的情況。為了控制這與理想高斯光束的偏差，和這兩個(gè)因素受到更多的重視，并在激光器描述中經(jīng)常使用。對(duì)于理想的光束，的值恒為1，隨著光束偏離理想光束的程度，因子隨之而增大。對(duì)于一個(gè)因子為1

9、.2的光束而言，光束實(shí)際上與理想光束相比增大了=1.1 。這主要基于此光束直徑與理想光束的不同。正如在下面的例子中將會(huì)展現(xiàn)的一樣，在不同的環(huán)境下的光束傳輸系統(tǒng)中決定光束直徑的大小具有很現(xiàn)實(shí)的意義。值得注意的是，=已經(jīng)被廣泛使用。</p><p><b>　　3.光束傳輸</b></p><p>　　隨著激光光束遠(yuǎn)離它的最狹窄的點(diǎn)或者稱之為束腰的地方，它將以可預(yù)知的方式

10、增大激光光束直徑。為了計(jì)算在特殊位置的光斑大小，就必須知道一個(gè)已知的束腰的大小及其位置。這樣的話，與束腰大小為的距離為光束，它的直徑滿足以下的等式：</p><p>　　式中的因子是激光光束的平面發(fā)散角。激光光束的平面發(fā)散角取決于波長(zhǎng)和光束腰斑直徑這樣的光的基本特性。激光光束的平面發(fā)散角在全角度下取決于：</p><p>　　通常激光光束的平面發(fā)散角會(huì)作為一個(gè)參數(shù)寫(xiě)在激光器說(shuō)明中。如果以發(fā)

11、散角為變量構(gòu)成計(jì)算公式，那么波長(zhǎng)和光斑直徑的單位必須是相同的。舉例說(shuō)明，如一個(gè)波長(zhǎng)為10.6，束腰直徑為7mm，M2為1.2的光束，其光束的平面發(fā)散角計(jì)算如下：</p><p>　　=40.01061.2/(3.147)=0.0023=2.3</p><p>　　現(xiàn)在計(jì)算在同一激光器下，與上面光斑距離為2米的光斑：</p><p><b>　　4.激光光束

12、聚焦</b></p><p>　　絕大多數(shù)的激光加工應(yīng)用需要聚焦激光光束成一個(gè)很小的光斑，使得很強(qiáng)的能量可以完成所期望的任務(wù)和工作。這特別是對(duì)于激光加工應(yīng)用中的激光切割、鉆孔、雕刻、焊接和其他一些更廣泛的關(guān)于原料處理的應(yīng)用。最典型的問(wèn)題是，實(shí)現(xiàn)這一應(yīng)用的光斑大小。為了獲得最小的光斑，光束必須通過(guò)能夠改變光波長(zhǎng)的透鏡以聚焦。同樣的，為了獲得預(yù)期的光斑，我們必須使孔徑的直徑尺寸覆蓋光束的直徑。被透鏡聚焦的

13、光束產(chǎn)生的光斑的大小是：</p><p>　　是光束照到透鏡上的直徑，是聚焦之后的直徑。舉例計(jì)算之前提及的光束在相同條件下距束腰2米處通過(guò)焦距為5英寸（127mm）的透鏡之后的直徑</p><p>　　值得注意的是，為了減小聚焦后光斑的大小，設(shè)計(jì)者需要減小透鏡的焦距或者減小光束照射到透鏡上的光斑大小。任何一種光學(xué)上的失常或者不理想的行為都可以是一種危險(xiǎn)的行為，導(dǎo)致我們?cè)谶@里計(jì)算的光斑尺寸的

14、擴(kuò)大。作為一般的情況，當(dāng)透鏡的焦距與光束照射到透鏡上的直徑的比值（）大于10時(shí)上面的計(jì)算才是有效數(shù)據(jù)。束腰接近透鏡的焦點(diǎn)。聚焦后光束的束腰位置取決于聚焦前束腰與透鏡的距離。</p><p>　　5.瑞利分布和聚焦深度</p><p>　　當(dāng)我們處理材料時(shí)，對(duì)工作的順序具有一定的了解就顯得很重要了，這能確保工作正常的進(jìn)行。最重要的事情是聚焦透鏡和工作臺(tái)要有一個(gè)合適的距離。一個(gè)方便的模型能使我

15、們計(jì)算聚焦后的光束的瑞利分布，瑞利分布是我們對(duì)于這個(gè)光學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)最初評(píng)判。瑞利分布會(huì)根據(jù)束腰與其1.4倍直徑處的距離而變化。</p><p>　　此處的“束腰直徑”可以是聚焦后的束腰直徑，也可以是其他任何光束的束腰，此等式依舊成立。前例中的同一條光束，其瑞利分布或聚焦深度是：</p><p>　　需要注意的是在減小光斑的大小的同時(shí)，聚焦深度會(huì)比光斑減小的更快。因此，減小光斑大小的過(guò)程中，

16、聚焦透鏡與工作臺(tái)距離需要被限定在很小的變化范圍內(nèi)。瑞利分布提供了一個(gè)可接受的工作距離，但是實(shí)際的數(shù)值還取決于實(shí)際過(guò)程、設(shè)備以及兩者之間的動(dòng)態(tài)組合。</p><p><b>　　6.光束擴(kuò)束</b></p><p>　　正如前文所述，在聚焦透鏡上獲得更大的光束直徑能產(chǎn)生更小的光斑。另外一種光束放大的位置是基于構(gòu)臺(tái)系統(tǒng)上聚焦光斑的尺寸變化。在后面提及的系統(tǒng)中，光束在聚焦透

17、鏡上的大小會(huì)隨著激光器與聚焦透鏡的距離的變化而變化，這個(gè)距離的變化會(huì)依次引起聚焦后光斑大小以及光斑與束腰距離的變化。光束放大會(huì)減小聚焦光斑大小的變動(dòng)和焦距的變動(dòng)。最典型的光束放大器是如圖14所示的使用兩個(gè)不同焦距的放大鏡構(gòu)成的。兩個(gè)透鏡焦距的比例決定了光束的放大率。伽利略光束放大器前段使用的是凹透鏡后面是凸透鏡。</p><p>　　以這個(gè)簡(jiǎn)單的光束放大器為例，2.5英寸和5英寸的透鏡組合共同決定了把光束放大的倍

18、數(shù)。兩個(gè)透鏡間的合適距離是兩個(gè)的焦距之和。透鏡間距需要進(jìn)行細(xì)微的調(diào)節(jié)以矯正第一個(gè)透鏡到束腰的距離所產(chǎn)生的影響。作為一般的基準(zhǔn)線，每個(gè)透鏡的焦距與光束直徑的比值應(yīng)大于10使之有效。另外一個(gè)上文提及的關(guān)于孔徑和光束直徑的基準(zhǔn)線在這里也是可用的。</p><p>　　在構(gòu)臺(tái)系統(tǒng)中，光束放大器可以被用來(lái)在工作臺(tái)調(diào)整焦點(diǎn)。這可以通過(guò)在工作臺(tái)放置最后的物理透鏡（使其始終在同一軸線上）來(lái)精確它的鏡后焦距（BFL）來(lái)實(shí)現(xiàn)。透鏡的