线结构光振镜扫描测量系统通过单个反射镜片摆动实现被测对象三维面形的测量,具有环境适应性强、测量速度快和结构紧凑等优点。为降低系统装调难度、提升标定方法的通用性,提出了直接建立反射激光平面方程系数与振镜摆角关系的标定思路。考虑系统各元件间的相对位姿关系,推导并得到了激光平面各系数与振镜摆角的一般表达式。根据特定摆角处得到的激光平面方程系数,采用最小二乘方法得到该表达式中的待定系数。实验结果表明,采用所提方法标定的测量系统对阶梯块高度测量的最大相对偏差为-0.3029%,成功实现了复杂曲面的多尺度特征获取。

振镜扫描系统因其具有高速和高精度等优点被广泛应用于激光快速成型、激光精密打标和激光扫描测量等诸多领域,但因振镜系统的引入而存在系统测量误差。鉴于此,首先搭建线激光一维振镜扫描系统并采用双棋盘格标定板的标定方法对系统进行标定,然后建立系统的误差模型并对扫描过程中的测量误差进行理论分析,最后针对振镜转角误差提出一种基于查表法的补偿方法。实验结果表明,当测量工作距离为250 mm左右时,误差补偿后,中心距离的方均根误差从0.733 mm降低至0.061 mm,标准差从0.200 mm降低至0.060 mm,说明该方法能够显著提高系统的测量精度和鲁棒性。

对比分析现有光束扫描系统的优劣, 提出采用二维振镜扫描系统作为多光谱集成靶标的光轴调向装置, 光轴调向装置的调向精度影响多光谱集成靶标的校准精度。通过对二维振镜扫描系统调向误差进行分析, 建立二维振镜扫描系统调向模型, 并进行了二维振镜扫描系统调向误差测量实验。结果表明: 二维振镜扫描系统的方位角误差和俯仰角误差小于8″, 调向角误差小于9″, 调向误差小于10″, 能够满足多光谱集成靶标光轴调向精度要求。

为了提高汉字激光打标效率, 结合笔画跟踪算法和贪心算法, 给出了一种振镜式汉字激光打标优化算法。该算法首先提取出汉字的连续笔画, 然后运用贪心算法获得汉字笔画最优输出路径, 最后按最优路径实现激光打标。结果表明, 该算法减少了激光大跳跃次数, 提高了汉字激光打标效率。

为了提高振镜扫描式脉冲激光加工的速度，从振镜扫描的特点及脉冲激光加工的原理出发，分析了影响振镜扫描式脉冲激光加工速度的两个因素。结果认为: 在脉冲激光加工、尤其在用脉冲激光进行多个区域的扫描加工(如脉冲激光的扫描点焊、扫描打孔等)时，在时序上合理地匹配振镜的转动与脉冲激光的开启与关闭，在一定程度上能提高激光加工的速度；还可以将激光束在时间上和空间上分光，进行多光束同时加工及多工位加工，实现宏观“同时”和微观“分时”的快速激光加工，提高激光加工设备的利用效率。

以304不锈钢作为实验材料,使用YAG激光器进行振镜扫描点焊实验,速度为20点/s。实验详细研究了激光束入射到试样表面的角度变化对焊点形貌的影响。此外,对激光脉冲能量以及脉冲宽度的变化对焊点表面直径的影响做了深入研究。实验结果表明,随入射角的增加,熔宽增大,但熔长逐渐减小。随脉冲能量和脉冲宽度的增加,焊点表面直径增大,并且脉冲能量对焊点表面直径的影响明显大于脉冲宽度的影响。

研制了一台机载三维激光雷达系统，它采用Nd:YAG高重频激光器作为光源，检流计和摆镜构成扫描机构，C30659-1060-R8B雪崩激光二极管作为望远镜回波探测，Si的PIN管作为发射光触发脉冲的探测，时间间隔测量卡用来探测距离。探测的距离精度35 cm, 振镜摆动频率:50 Hz(光学角±10°),20 Hz(光学角±25°);振镜摆动角度:机械摆角±12.5°(实现光学摆角±25°);回波强度8 bit;高重复频率累加可以得到三维的距离和强度信息。

膏药在线激光群孔加工替代了传统的机械冲孔的工艺，提高了生产效率，节约了生产成本，并使膏药有防伪的功能。通过设计传动装置和速度校正、振镜校正，实现了膏药的在线激光制孔。结果表明，该工艺和设备具有制孔速度快、稳定可靠，膏药生产线在1m／min～8m／min的速度范围内，不仅能够实现群孔的加工，而且孔的大小、形状和疏密均可调整。

提出了一种新型的激光大屏幕显示系统方案:使用由计算机控制的三基色全固态激光器作光源,通过分光镜进行混色,由两个振镜分别完成行和帧方向的扫描.并对由振镜扫描引起的枕形失真的原因和纠正方法进行了研究,对系统的控制方法作了简单介绍.

多灰度图像的激光标刻是目前激光标刻中研究最为活跃的内容之一,但目前多灰度标刻的软件主要存在标刻后图像不逼真、缺乏层次感且对失真图像矫正效果不理想等缺点,在利用5×5固定模板实现图像多灰度标刻的基础上,考虑到图像中相邻像素点的灰度关系,对除边缘像素点外的每个像素点在3×3窗口范围内进行差分运算,提取该像素点在局域内的纹理特征,并据此来选择模板实现多灰度图像标刻。另外,利用拉格朗日二次抛物线插值法对输出图像的位置坐标进行矫正,矫正公式中x方向和y方向的最大畸变量分别为80和90,基本上能消除双振镜扫描引起输出图像几何畸变的影响。标刻的图像能很好地表现原图像的信息,且实现算法简单,图像质量得到了明显改善。