主要对比了QP1180高强钢在不同线扫描偏转角度下的激光焊接结果，对接头的焊缝成形、显微组织、拉伸性能和硬度进行了分析。研究结果表明：增加线扫描偏转角度会增加焊缝宽度，但会降低焊缝熔深；偏转角度为45°的线扫描方式可以在保证熔深、不降低焊接速度的情况下，增大焊缝宽度，并有利于提高拼焊板间隙的适应性。由于热影响区的软化区是板条马氏体回火、碳化物分解和位错密度降低引起的，振镜线扫描激光焊接增加了焊缝宽度和软化区宽度，改变了拉伸变形的应力应变分布和断裂位置。

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。

设计了一种高速实时成像的激光雷达。这种新的高速扫描激光雷达系统由准直激光器、一维微电子机械系统（MEMS）振镜、反射镜、驱动电机和接收探测器组成,其核心器件是基于MEMS的微扫描反射镜。该MEMS微扫描器激光雷达系统具有高精度、低成本、高速度和三维实时成像等优点。

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。

针对激光共焦扫描显微镜的往复式逐行扫描成像方式带来的帧图像数据分割难的问题，在分析系统扫描方式、振镜的实际运动方式与理论运动方式差异的基础上，利用相邻两帧图像相似性大的特点，提出了一套完整的高帧速重构算法。该算法通过连续帧特征区域差分的方式实现了一维信号序列的自适应分割，即实现了对一维信号序列进行动态排列及分割成二维阵列图像数据，从而重构出多帧高精度图像。实验表明，该算法的成像误差低于1.6 %，适用于成像速度高达300帧/s的激光共焦扫描显微成像。

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。

为了使2维振镜扫描系统在大角度扫描状态下减小非线性畸变误差，针对纯理论校正无法克服系统自身各种误差的缺陷，提出了基于坐标角度映射关系的校正模型。利用曲面最小二乘拟合的方法，建立坐标点的误差补偿曲面可以有效提高校正精度，仿真测试的平均误差在15μm左右，利用分段线性插值插入网格校正表可以大幅提高扫描速率，扫描速率达到25m/s左右。结果表明，该模型对于扫描非线性实时动态校正有一定的效果。

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。

针对远距离大尺寸物体三维形貌测量的要求，设计并实现了基于激光三角法原理的双振镜点扫描三维形貌测量系统。介绍了系统的结构和测量原理，并对系统进行建模，推导了被测物体表面测量点的三维坐标计算公式。构建了原型系统，利用专用的二维平面靶标在测量空间内自由摆放数次，根据靶标上特征点及其像点间的位置关系，以坐标系转换为基础实现了测量系统结构参数的现场标定。利用李萨如图扫描模式分别对靶标平面、已知直径的球面及石膏像自由曲面进行了测量实验。结果表明,测量距离1 m处，测量点到拟合平面的距离误差均值为0.70 mm，球面直径测量误差均值为0.51 mm；测量距离10 m处，测量点到拟合平面的距离误差均值为17.85 mm。该系统可用于远距离大尺寸物体表面的三维形貌测量。