[發(fā)明專利]激光強(qiáng)化系統(tǒng)和激光強(qiáng)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811044738.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN109112289A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亞國(guó);歐陽升;許喬;劉志超;耿鋒;袁志剛;王度;金會(huì)良;張清華;王健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): C21D10/00
• 分類號(hào): C21D10/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發(fā)明提供的激光強(qiáng)化系統(tǒng)和激光強(qiáng)化方法，涉及膜層強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域。其中，激光強(qiáng)化系統(tǒng)包括：控制器；飛秒激光器，該飛秒激光器與控制器連接，以基于控制器的控制輸出飛秒激光；激光處理組件，該激光處理組件與飛秒激光器對(duì)應(yīng)設(shè)置，以接收飛秒激光并對(duì)該飛秒激光進(jìn)行光學(xué)處理；移動(dòng)平臺(tái)，該移動(dòng)平臺(tái)與激光處理組件對(duì)應(yīng)設(shè)置，以使經(jīng)過光學(xué)處理的飛秒激光能夠輸出至移動(dòng)平臺(tái)，以對(duì)位于該移動(dòng)平臺(tái)的待強(qiáng)化元件進(jìn)行強(qiáng)化處理。控制器與移動(dòng)平臺(tái)連接，以控制移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)待強(qiáng)化元件移動(dòng)，以使經(jīng)過光學(xué)處理的飛秒激光能夠?qū)Υ龔?qiáng)化元件的表面的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)化處理。通過上述設(shè)置，可以避免采用現(xiàn)有的強(qiáng)化方法會(huì)對(duì)元件的表面結(jié)構(gòu)造成破壞的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜層強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種激光強(qiáng)化系統(tǒng)和激光強(qiáng)化方法。

背景技術(shù)

熔石英材料具有良好的光學(xué)性能，因此，由該材料制作的光學(xué)元件在大型高能量激光系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。其中，通過在熔石英基底鍍制介質(zhì)膜，可以進(jìn)一步增強(qiáng)熔石英光學(xué)元件的光學(xué)性能并起到保護(hù)層的作用。

但是，由于物理鍍膜原理的限制，介質(zhì)膜與熔石英基底的機(jī)械性能會(huì)存在差距。其中，在需要提高介質(zhì)膜的機(jī)械性能時(shí)，需對(duì)介質(zhì)膜做進(jìn)一步地強(qiáng)化處理。

激光強(qiáng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于金屬材料表面的強(qiáng)化，如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、大型汽輪機(jī)葉片、石油管道以及汽車關(guān)鍵零部件等的處理。經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的激光強(qiáng)化技術(shù)是利用激光能量在被處理材料表面沉積后產(chǎn)生的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，使表面材料發(fā)生物理性能的改變，但是對(duì)于光學(xué)材料，在強(qiáng)化過程中產(chǎn)生的高溫和沖擊波會(huì)破壞介質(zhì)膜的表面結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致具有該介質(zhì)膜的光學(xué)元件難以得到有效地使用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種激光強(qiáng)化系統(tǒng)和激光強(qiáng)化方法，以避免采用現(xiàn)有的強(qiáng)化方法會(huì)對(duì)元件的表面結(jié)構(gòu)造成破壞的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種激光強(qiáng)化系統(tǒng)，包括：

控制器；

飛秒激光器，該飛秒激光器與所述控制器連接，以基于所述控制器的控制輸出飛秒激光；

激光處理組件，該激光處理組件與所述飛秒激光器對(duì)應(yīng)設(shè)置，以接收所述飛秒激光并對(duì)該飛秒激光進(jìn)行光學(xué)處理；

移動(dòng)平臺(tái)，該移動(dòng)平臺(tái)與所述激光處理組件對(duì)應(yīng)設(shè)置，以使經(jīng)過光學(xué)處理的飛秒激光能夠輸出至所述移動(dòng)平臺(tái)，以對(duì)位于該移動(dòng)平臺(tái)的待強(qiáng)化元件進(jìn)行強(qiáng)化處理；

其中，所述控制器與所述移動(dòng)平臺(tái)連接，以控制所述移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)所述待強(qiáng)化元件移動(dòng)，以使經(jīng)過光學(xué)處理的飛秒激光能夠?qū)λ龃龔?qiáng)化元件的表面的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)化處理。

在本發(fā)明實(shí)施例較佳的選擇中，在上述激光強(qiáng)化系統(tǒng)中，所述激光處理組件包括能量調(diào)節(jié)單元，該能量調(diào)節(jié)單元包括：

與所述飛秒激光器對(duì)應(yīng)設(shè)置的半波片；

與所述半波片對(duì)應(yīng)設(shè)置的偏振片；

與所述偏振片對(duì)應(yīng)設(shè)置的衰減器；

其中，所述飛秒激光器輸出的飛秒激光能夠依次經(jīng)過所述半波片、偏振片以及所述衰減器的處理后傳輸至所述移動(dòng)平臺(tái)。

在本發(fā)明實(shí)施例較佳的選擇中，在上述激光強(qiáng)化系統(tǒng)中，所述激光處理組件還包括激光光束調(diào)節(jié)單元，該激光光束調(diào)節(jié)單元包括：

與所述衰減器對(duì)應(yīng)設(shè)置的光束整形器；

與所述光束整形器對(duì)應(yīng)設(shè)置的擴(kuò)束器；

其中，經(jīng)過所述衰減器輸出的飛秒激光能夠依次經(jīng)過所述光束整形器和所述擴(kuò)束器分別進(jìn)行光斑形狀、能量空間分布的調(diào)整處理和光斑尺寸的調(diào)整處理后傳輸至所述移動(dòng)平臺(tái)。