激光扫描的工作原理主要是通过激光测距来获取目标物体的三维信息。激光扫描的工作过程包括以下几个关键步骤：

（1）激光发射与接收：激光扫描仪中的激光发射器向目标物体发射激光束，当激光束照射到物体表面后会被反射回来并被接收器所接收。

（2）距离测量：激光扫描仪内置的时间计数器会记录激光从发射到被接收所需的时间，根据光速c和这段时间t可以使用公式S=0.5*c*t来计算扫描仪与目标点之间的距离。

（3）角度测量：除了距离信息，激光扫描仪还会测量激光束发射的角度，通过结合距离和角度数据，可以精确地确定目标点在空间中的位置。

（4）三维点云数据：通过连续进行上述测量过程，激光扫描仪能够生成大量的三维点云数据。这些数据共同构成了目标物体的三维模型。

（5）辅助系统：现代激光扫描仪通常还包含一些辅助功能系统，如内置相机、双轴补偿器等，以提高测量的准确性和效率。

      此外，激光扫描仪的扫描方式有3种方式。单线扫描的激光扫描器属单线扫描，其景深较大，扫描首读率和精度较高，扫描宽度不受设备开口宽度限制；卧式激光扫描器为全角扫描器，其操作方便，操作者可双手对物品进行操作，只要条码符号面向扫描器，不管其方向如何，均能实现自动扫描，超级市场大都采用这种设备。

图1. 激光扫描仪

      在Comsol自带的建模3D模块建立激光扫描平台三维模型，如图 2所示。模型中材料选择铝，计算过程需设置铝的比热容、导热系数、密度参数，为了结果的准确性，以上参数均从相关论文资料以及现有实验数据中获得，如图3所示。

图2. 物理模型

图3. 材料参数

      物理场模块选择固体传热和系数型PDE方程进行建模，传热场设置激光扫描热源的热通量和绝热边界条件，PDE方程模型则用于描述激光扫描的过程，详细物理场边界条件设置如图4所示。

图4. 物理场边界条件

图5. 计算网格质量分布

      计算模型采用瞬态全耦合求解器进行求解，设置步长函数为range(0,0.25,10)，通过计算得到激光扫描温度、等温线和扫描路径分布如下所示。

图6. 温度场分布

图7. 等温线分布

图8. 激光扫描路径分布