该文首先通过分析在激光切割过程中,激光与金属物质相互作用的主要物理现象,讨论了小孔形成与切割质量之间的关系,提出了以小孔的形成作为激光切割质量检测的理论,进而,找出了在小孔形成过程中可以实现监控的部分,提出了在激光切割检测过程中利用激光回波作为检测量的方式,建立了激光切割过程中回波变化的理论模型.简述了大功率激光切割系统中的激光器系统、导光系统、控制系统等组成部分的功能及性能特点.设计激光回波检测系统.分析了各种不同光束模式下的工作方式,选择传感器,设计了光束接受模式,光电转换系统,采样系统,给出了设计结果.重点分析了激光回波的变化和激光切割的关系,找出了切割中重要步骤——激光打孔形成的临界点与激光回波的关系.实际测量了光束脉冲频率、脉冲宽度、切割速度、辅助气体压力、回波功率变化、小孔形成时间.实验证明,激光切割过程中激光回波特性和金属板块上小孔的形成有着一个非线性的约束关系.