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1、体激光器的三维建模【实验目的】1、学习三维制图软件Solidworks的使用方法；2、测量并绘制两种不同激光器的三维模型。【实验器材】固体激光器、游标卡尺、米尺、计算机等【实验原理】激光，其英文为 Laser，全名为 Light amplification by stimulated emission of radiation, 全名译为辐射的 受激发光放大。这很好地概括了激光产生的机制。激光器就是根据激光产生的机制而设计的。它由工作物 质，泵浦系统和光学谐振腔等部分组成。在固体激光器中，由泵浦系统辐射的光能，经过聚焦腔，使在固体工作物质中的激活粒子能够有效的 吸收光能，让工作物质中形成粒子数
2、反转，通过谐振腔，从而输出激光。本实验所用激光器的组成部分有 准直光源、腔镜1、Q开关、泵浦系统、腔镜2、倍频晶体。激光器的示意图如图3,激光晶体是Nd:YAG , 可产生高增益、低阂值的激光作用。泵浦灯是脉冲氙灯环绕在激光晶体周围。Q开关位于泵浦源和全反镜 连线的中心处。激光出射镜的外侧有一个倍频晶体，用来将1064nm的激光转换为532nm。图3电光调Q固体激光器示意图1.半导体准直光(650nm)，2.小孔光阑，3.全反镜,6.Nd3+ YAG固体激光棒(6*100mm), 7输出镜,& 倍频晶体(KTP)1.准直光源.（650nm）； 2.小孔光阑（2mm）； 3.全反镜（曲率半径4m
3、,镀膜对1064nm的反射率 R=99.8% （20）； 4. KD*P Q开关晶体（12*40）； 5.偏振片（30*5） ； 6.聚光腔（聚四氟乙烯材 料）（Nd3 YAG激光棒6*100mm （两端镀1064nm增透膜）和脉冲氙灯7*90mm）； 7.输出镜（K9 玻璃材质20）； 8. KTP倍频晶体（8*8*7）； 9.分光棱镜（60度、一面磨砂、边长40、厚度25 ）； 10. Q开关驱动电路盒（冷阴极闸流管（110*39*55）【实验内容】1、测绘实验室现有的固体激光器关键零部件的详细尺寸，以mm单位记录在实验记录纸上。2、学习solidworks软件的使用方法，根据测量的尺寸进
4、行激光器的三维建模。（1） solidworks 软件简介a）启动SolidWorks的几种方法：执行开始所有程序SolidWorks命令。在保存有SolidWorks源文件的文件中双击扩展名为.SLDPRT或.SLDASM或 者.SLDDRW 的 SolidWorks 源文件。b）退出SolidWorks 2012的几种方法： 单击SolidWorks 2012界面标题栏右边的 按钮。执行文件退出命令。 按【Alt+F 4】键。c) SolidWorks 界面组成:工具栏.菜单栏越舞君审 個羽底0删3=讐半璃运 U?w,.xi敢艇18038-IIS荐旺|直田|址G | DMXbeq |皆|鬲
5、一鲁顾|撐gf尿囲侵 1哄&密 ）理呈甸瓊回 髯噎9囿辿 W R回建也悻尋圣1T M曲口吕垂悻Q 氐曲魁爲吕屋悻吕犀悻却4爲回音爲檢皿叱 羽闿口 膜锌寸 Q卽扶寸吕澤悻 羽坤钮甘肅卫归扮钮俚|卽扶Q別 穿g辟 B M g辟鹽T9029-irysrDbKi 图 5SolidWorks 2012 的界面草图工具栏：（功能：绘制草图，为特征造型打下基础）fdf4冲Jl.十 /显示刪燼石甘n*n華早r?Ti/ u pi皂 Q - O审2 -住扌钳n A題輙体草翳曹尺E15 y 阖瞬买臨碓实；娴椁眄/”酮*田：1来T床 J移动实萍特征工具栏（功能：通过草图，进行拉伸、切除、旋转等三维特征造型）庖鬧竝伸切
6、題田1+巳与迫円曰.剤 色迪界tw装配工具栏（功能：由三维零件图，组成三维装配图）A A线性客部件日4郅件褊辑睜部件智能扣n移动零部件显示隐 童的雷痂己悔 特证妾考几 何体廝逮运 动算创遢祠料明 細表部件T爆炸直钣金工具栏（功能：钣金类零件的生成工具）（2） soldworks零件图的绘制a）绘制零件图的基本步骤图6 solidworks的绘图步骤b）练习实例点击零件按，进入草图图7“薄板”的绘制 进入solidworks界面后，点击新建按钮，进入新建文件界面，如图8所示。 钮，进入三维零件图的绘制界面。在设计树中点击前视基准面，选中前视基准面。然后再草图工具栏中，点击绘制模式。SSIt图8新
7、建文件界面点击绘图工具栏中的“直线”按钮 右侧的小箭头，选择中心线（中心线为构造线，不参与建模）。在绘图区域中找到原点，停留片刻，向左平移鼠标，会出现虚线显示的导航线， 把鼠标水平移动到合适位置后，点击鼠标左键，然后向右平移鼠标到合适位置，再点击鼠 标左键，直线绘制完成，按esc退出。绘制35、60。点击圆；，然后把鼠标移动到原点处，点击鼠标左键，拖动鼠标绘图区域出现圆之后点击鼠标左键。然后按上述方法，在水平构造线上的适当位置，绘制另一个 圆。点击耆寺尺，然后捕捉第一个圆，点击鼠标，把尺寸线移动到适合位置点击鼠标左键，在 尺寸编辑框中输入尺寸35,回车，完成添加该圆的尺寸，同样方式，添加另一个
8、圆的尺寸 60。最后应用鼠标捕捉35的圆点击鼠标左键，捕捉60点击鼠标左键，将尺寸线移动到 合适位置，点击鼠标左键，在尺寸编辑框中输入尺寸100。按esc退出。绘制直线，点击直线按钮 J在绘图区域随意绘制一条直线。按着CTRL键，选中35和直线的左端点，在左侧的属性对话框中添加几何关系一一重合。然后按着CTRL，重新选择35和直线，在左侧的属性对话框中添加几何关系相切。按照同样的操作，添加直线 和60的几何关系。如图9所示然后应用步骤5中的操作，完成另一条直线的绘制。图9属性对话框图凸台拉诩.QQno图10凸台拉伸对话框点击剪裁实体按钮，在左侧剪裁对话框中，选择裁剪到最近端选项，点击多余的线条
9、, 按esc退出。切换到特征工具栏，点击拉伸凸台按钮。在左侧凸台-拉伸对话框中，方向1的属性选择“给定深度”深度值输入10,按回车。完成“薄板”的绘制。如图10所示。点击保存按钮，完成零件文件的保存。（3）soldworks装配体设计装配体设计是将各种零件导入到装配体环境中，利用配合方式将其安装到正确的位置，使其构成一部 件或机器。装配体设计是三维设计中的一个环节，不仅可以利用三维零件模型实现产品的装配，还可以使用装配 体的工具实现干涉检查、动态模拟、装配流程、运动仿真等一系列产品整体的辅助设计。将两个或多个零件模型（或部件）按照一定约束关系进行安装，形成产品的装配。由于这种所谓的“装 配”，
10、不是真正的在装配车间的真实环境下完成，因此也称为虚拟装配。a）装配的基本步骤： 设定装配体的第一个“地”零件，零件的原点固定在装配环境中的原点位置，做为其他零件的参 照。 将其他零部件调入装配体环境，这些零件未指定装配关系，可以随意移动和转动，未浮动零件。 为浮动零件添加配合关系。b）利用solidworks软件进行装配的具体操作新建装配体文件新建一 装配体零件环境中单击“标准”工具栏中的“装配体”按纽，装配体文件的后缀名为.sldasm。添加零部件插入一 零部件一 现有零件/装配体“装配体”工具栏一 插入零部件从文件窗口导入：窗口一横向平铺，拖动从资源管理器导入生成拷贝：按Ctrl键从设计树
11、或图形区中拖动添加配合关系每个零件在自由的空间中都具有6个自由度：3个平移自由度和3个旋转自由度。装配过程即是设定零件相对于参照零件的几何约束关系，通过约束消除零件的自由度，从而 使零件具有确定的运动方式或者空间位置。包括平面约束、直线约束和点约束等。常用配合关系有：平面重合、平面平行、平面间成角度、曲面相切、直线重合、同轴心和点重合等。3、课程设计流程及结果O 4固定座连接管镜架底座弹簧螺钉、螺母对零部件进行局部装配, 然后再整体装配形成固 体激光器的三维模型利用AutoCAD绘制关键零部件的二维工程图纸利用SolidWorks对固体激光 器零部件进行三维模型设计M L:;-t 士4恒1 二
