为满足实际工程、生产应用中专业及非专业人员对故障光纤激光器快速修理、修复的需要, 研究了一种能够实现快速故障模式及故障原因分析系统。首先, 采集实际使用与实验中损坏激光器的故障模式与故障原因记录为数据样本。接着, 利用故障树与故障模式影响及危害性分析模型建立光纤激光器扩展故障树, 即构建起故障模式与故障原因的对应关系。然后, 利用贝叶斯网络分析并得出各故障模式与故障原因的先验概率与后验概率计算方法, 再使用Python语言编写交互式窗口, 并完成对数据库数据的调用与相应概率计算。最后, 通过交互式界面输出当前故障对应的可能故障原因及发生概率, 从而实现对光纤激光器故障的快速分析。程序模拟耗时小于1 s, 模拟结果与统计结果相吻合, 基本满足指导相关人员对故障快速排查并修理的要求。

为了压缩MOPA全光纤调Q激光器脉冲宽度, 对谐振腔基本参数进行了研究。首先, 根据速率方程理论推导出脉冲宽度的表达式, 通过数值解建立表达式参数与脉冲宽度的关系。然后, 分析增益光纤长度、腔镜输出透过率、Q开关性能等谐振腔基本参数对全光纤调Q种子源输出脉冲宽度的影响并通过实验来逐一验证结果。最后, 通过优化的参数搭建全光纤调Q激光器, 在重复频率为20 kHz时, 得到脉冲宽度为54 ns、平均功率为0.86 W的种子激光输出。在重复频率为100 kHz时, 对脉宽142 ns、平均功率为1.66 W的种子光进行预放大和功率主放大, 最终得到平均功率120 W、脉宽180 ns、光谱宽度为0.67 nm的稳定脉冲激光输出。通过提升AOM性能、减小增益光纤长度等参数优化方式构建调Q光纤激光器, 能有效压缩谐振腔内脉冲宽度。

利用投影到三维曲面的畸变光栅，采用二维数字图像处理，建立了一种新型的快速、高精度三维曲面无接触光学检测技术，开发了基于微机上的全套应用软件，并以一个典型的汽车覆盖件为例进行了实验分析。文中还提出一种边界处理技术，用以提高系统的处理精度。