高能束流的控制read復習進程

1、高能束流的控制Read一 激光束流強度與軌跡控制 將受激活的工作物質放在兩端有反射鏡的光學諧振腔中，并提供外界輻射（光泵），如氙燈、氪燈或輝光放電等，則受激輻射將不斷產生激光光子。其中運動方向與光腔不一致的光子從側面逸出并轉換為熱能；運動方向與光腔軸線一致的光子被兩面反射鏡不斷反射，這些光子穿過受激發(fā)處于粒子數(shù)反轉的工作物質時，將引發(fā)粒子產生受激輻射光，使沿光腔軸方向的光子數(shù)不斷迅速增多，當此光強增大到超過光腔的光損耗閾值時，部分光子將從有部分反射作用的窗口，透射出一束高光子兼并度的激光。此激光束經反射鏡的折射變向及透鏡的聚焦即可在工件上形成照射斑。其原理見圖示激光束加工裝置原理圖由于激光束流

2、是以斑點形式照射在工件上，因此，加工工藝的質量與束斑的強度（功率）、形狀及軌跡相關。 光斑的強度控制主要是靠調節(jié)激光電源的功率來完成；由于激光電源為直流或脈沖形式，帶有變壓、整流環(huán)節(jié)；當其功率較小時，可采用上節(jié)所述的移相調功方法對激光電源的功率進行調節(jié)。如果激光功率較大，其電源采用磁調變壓器，可對磁調環(huán)節(jié)的進行移相調壓，同樣可以完成對激光斑強度的調節(jié)。 由于電源功率的階躍變化較激光輸出有一定的遲延，因此，光斑強度調節(jié)的頻率不宜太高。對于需要光強突然變化的要求，需用鎢塊遮擋方法；鎢塊的遮擋動作控制屬于位式控制，計算機的控制輸出參見上述的I/O 隔離、驅動環(huán)節(jié)。激光束掃描軌跡控制方法示意二 電子束

3、流強度與軌跡控制電子具有微粒性，同時也具有波動性。由此，它和可見光是相同的，這就使得電子束可望成為新的加熱光源。m0是電子靜態(tài)時的質量；v是電子運動速度，此運動速度可表示為： v= 式中e是電子所帶的電荷；UB為加速電壓；兩者的積eUB稱之電子束的動能。 0BmeU2電子束發(fā)生、控制裝置原理圖電子束的動能及其斑點軌跡控制 由以上介紹的動能概念eUB可知，其中熱電子e數(shù)量取決于燈絲的溫度和表面積：受到熱激勵，陰極材料中Fermi能極處的電子有可能克服功函數(shù)W的作用而逸出進入真空區(qū)。根據Richardson定律，熱發(fā)射電流密度為 J0=AT2exp（ ） 式中A是與材料相關的系數(shù)，T是陰極溫度，e

4、W是陰極材料的逸出功，k是Boltzmann常數(shù)。由此可知，當燈絲的材料與形狀確定后，電子束的動能與燈絲電壓UD及加速電壓UB呈正向關系。兩種電壓的調節(jié)及其計算機控制方法可參見前面一節(jié)所述。 KTew斑點軌跡，前面所述的激光可以由光學透鏡及折射鏡完成。本節(jié)介紹的電子束，卻需靠靜電場（透鏡），磁場（透鏡）及偏轉電磁場的作用。 磁偏轉器對于大偏轉角的情況，常用一對鞍形帶屏蔽環(huán)的空心線圈，如圖所示。由于線圈端部對偏轉作用很弱，因此，將其端部導線向外翻卷成鞍狀，這種偏轉器可以在很大的偏轉角下工作，并能保持良好的線性。對偏轉線圈（X，Y掃描）的控制線圈電壓與束流軌跡控制硬件框圖三 離子束的控制 由于離子

5、束是帶正電的粒子，某些方面的性質類似電子，因此可以用電場力和磁場力的作用使其聚焦或偏轉。離子束的選分系統(tǒng)也是利用其在磁力作用下離心旋轉來實現(xiàn)的。 離子束的產生過程：將選定的某種元素的原子在離子源中電離成離子。后經引出電極，進入加速系統(tǒng)，在加速電壓V的作用下，使每個離子具有qV的能量，q為離子的電荷。三束的強度控制偶合變壓器的機械式控制 原理簡單，接觸磨損，不宜頻繁調節(jié)；可控硅調功 結構簡潔，污染電網，功率受限；磁調變壓器 設計先進，可控性好，成本較高。四 束流加工中的工件位移控制 直線電機 直線電（動）機是將電能直接轉換成直線運動機械能、而不需要任何轉換機構的傳動裝置。直線電機(b)與旋轉電機(a)結構原理對比示意圖如下。兩套直線電機，可組合出平面運動機構五 束斑與工件間介質的控制流體壓力、流量及質量控制 流體信號采集的傳感、變送及A/D見測控仿真課的第三講；控制環(huán)節(jié)見測控仿真課的第九講-。 介質（環(huán)境）即斑點處的氣氛，可參照化學熱處理的測控方法。 介質（環(huán)境）還包括“三束”工作室內的“壓力”（真空度）狀態(tài)。 粉體材料（給粉）控制-刮盤式，螺旋式-靠驅動電機的轉速控制；振動