[發明專利]一種飛秒激光高速制備深海防腐材料表面處理方法

有效

• 申請號: 202011556320.7
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112872594B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王學文;張子涵;周嘉康;滑晨鳴
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李丹

1.一種飛秒激光高速制備深海防腐材料表面處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

S100、設計并組裝好飛秒激光轉輪掃描加工系統；

飛秒激光轉輪掃描加工系統包括飛秒激光器(7)、光路構件、轉輪掃描加工光路、運動平臺單元和實時監測單元，所述飛秒激光器(7)所發射的激光光束經光路構件射入轉輪掃描加工光路，由轉輪掃描加工光路射出的光束垂直射向材料表面，被處理材料固定于運動平臺單元上，并在其帶動下沿x、y、z三維方向移動；實時監測單元監測飛秒激光對被處理材料表面的損傷情況，對飛秒激光光束的能量、被處理材料在運動平臺單元帶動下沿x、y、z三維方向移動的速度進行調整；

轉輪掃描加工光路包括第一反射鏡(1)、校準鏡(2)、多邊形反射鏡(3)、旋轉機構(4)、第一遠心鏡(5)和第二遠心鏡(6)，所述多邊形反射鏡(3)通過旋轉機構(4)進行轉動，所述第一反射鏡(1)和所述校準鏡(2)布置于所述多邊形反射鏡(3)的一側，且以上下分布的形式平行布置，所述第一遠心鏡(5)和所述第二遠心鏡(6)依次布置于所述多邊形反射鏡(3)的下方；所述飛秒激光器(7)所發射的激光光束經光路構件射入第一反射鏡(1)，并再依次經由校準鏡(2)、多邊形反射鏡(3)、第一遠心鏡(5)、第二遠心鏡(6)后由第一遠心鏡(5)反射垂直射向材料表面；

S200、基于飛秒激光轉輪掃描加工系統采用飛秒激光加工技術在材料表面制備超疏水結構，飛秒激光轉輪掃描加工系統可發射不同波長、脈寬的激光。

2.根據權利要求1所述飛秒激光高速制備深海防腐材料表面處理方法，其特征在于，經第一遠心鏡(5)后垂直射向材料表面的單束激光功率為6w～20w，掃描線間隔為40μm～200μm，激光能量密度0.1J/cm²～4J/cm²，掃描速度為100mm/s。

3.根據權利要求1所述飛秒激光高速制備深海防腐材料表面處理方法，其特征在于，所述飛秒激光器(7)具有A、B兩發射口，A、B兩發射口可發射不同波長、脈寬的激光，A、B兩發射口不可同時發射激光。

4.根據權利要求3所述飛秒激光高速制備深海防腐材料表面處理方法，其特征在于，所述光路構件包括第二反射鏡(8)、第一擴束鏡(9)、第三反射鏡(10)、第四反射鏡(11)、第五反射鏡(12)、第六反射鏡(13)、第二擴束鏡(14)和第七反射鏡(15)，所述飛秒激光器(7)的A發射口處依次布置第二反射鏡(8)、第一擴束鏡(9)和第三反射鏡(10)，所述第三反射鏡(10)、所述第四反射鏡(11)和所述第五反射鏡(12)從下至上依次布置，且相互平行，所述第三反射鏡(10)使光束反射45°角抬高；所述飛秒激光器(7)的B發射口處依次布置第六反射鏡(13)、第二擴束鏡(14)和第七反射鏡(15)，所述第七反射鏡(15)與所述第三反射鏡(10)平行。

5.根據權利要求4所述飛秒激光高速制備深海防腐材料表面處理方法，其特征在于，所述第一擴束鏡(9)為兩塊平行布置的透鏡；所述第二擴束鏡(14)為兩塊平行布置的透鏡。

6.根據權利要求1～5任一項所述飛秒激光高速制備深海防腐材料表面處理方法，其特征在于，所述飛秒激光器(7)的脈沖寬度小于10^-11。