随着高强度、高硬度、耐高温、难加工的高性能材料不断面世,常规加热方法难以对这些材料进行加工。激光具有定向性、单色性、高亮度的特征,激光加热能量分布集中、可控性好,利用激光对高性能材料进行加热是一种高效的加工方式。激光加热在诸多领域得到广泛应用,因此对于激光器的光斑质量要求越来越高。得到光斑质量高的激光器是激光应用技术的迫切需要,光斑性能评价对激光加热应用有十分关键的理论指导作用。本文针对激光加热系统和光斑性能评价作出如下研究工作:首先对比几种加热方式,说明激光加热优势;分析高斯激光原理和激光加热理论基础,建立激光热源物理模型,阐述激光与材料相互作用的过程。在理论基础指导下,搭建激光加热光斑图像采集系统,选择合适的光强衰减装置,得到光斑图像;对光斑图像进行去噪声处理,并通过图像阈值分割和边缘检测分析光斑参数,提取光斑能量密度分布和光斑均匀性,对激光加热光斑质量的提高提供理论依据。其次对激光加热光斑温度场进行分析。建立激光加热温度场物理模型,针对热传导方程、边界条件和初始条件进行分析,模拟计算激光加热参数条件;通过实验采集数据分析激光加热温度、激光功率、加热时间等参数的关系,说明加热光斑温度场分布状态,为激光加热系统设计奠定基础。最后建立激光加热系统,包括加热单元以及温度控制单元。利用MATLAB编写数据处理软件,该软件可以直观显示光斑图像处理结果和温度场分析结果,对激光加热过程具有监测反馈作用。