报道了一种符合工业应用的国产化大功率固体激光加工系统。大功率连续Nd∶YAG激光器采用对称放置方式四棒串接谐振腔，得到大于2100 W的稳定功率输出, 光束参数积24 mm·mard, 系统总光电转换效率达到3.5 %; 激光器的输出激光采用芯径600 μm的光纤传输。对激光加工系统的关键问题进行了分析, 包括大功率固体激光器在保证光束质量的条件下大功率输出、高效率光纤耦合输出、适应加工要求的控制系统等。研制的系统在实际应用中表明：加工系统稳定、可靠, 操作方便, 可与机械手、机床等外设联接, 满足工业应用的要求。
激光加工 大功率激光加工系统 Nd∶YAG激光器 光束质量 光纤耦合
利用积分镜对激光束进行整形获得宽带激光束,进行宽带激光熔覆获得高厚度无裂纹铁基合金硬化层,熔覆层的厚度为2.5～3.0mm.对激光熔覆层用扫描电境(SEM)进行形貌观察,并进行能谱成分分析,用XRD进行合金物相表征.结果表明,熔覆层组织主要是由γ-Fe、(Fe,Cr)7C3、W2C、CrB、Cr2B、FeNi等相组成,强化机制属于硬质相强化.激光熔覆层的硬度平均值为830HV0.1,高于9Cr2Mo基体的硬度782 HV0.1.
激光宽带熔覆 积分镜 铁基合金 组织结构
报道了一台灯泵浦大功率连续Nd:YAG激光器.对影响大功率固体激光器模块输出功率和光束质量的主要因素进行了理论分析,并提出提高激光器效率的措施:对聚光腔的形状、结构和材料以及冷却方式,泵浦灯的参数和材料,激光晶体的参数和镀膜进行优化设计,采用径向固定的谐振腔镜.该灯泵浦YAG晶体棒总体电光转换效率为4%,光束质量为22mm·mrad,输出功率647W.
Nd:YAG激光器 效率 光束参数乘积 Nd:YAG laser Efficiency Beam parameter product
北京工业大学国家产学研激光技术中心,北京,100022
针对激光加工大功率激光功率密度分布测量的要求,采用空心探针扫描采样测量法,提出并建立了被测激光经探针小孔、探针内通道传输的数学物理模型,经计算,给出了包括探针微孔孔径、探针内通道尺寸、系统采样点数等系统参数,设计了新的测量系统,实现了对大功率激光光束、聚焦光斑功率密度分布的直接测量,测量结果与理论计算相吻合.测量仪能对CO2激光和YAG激光进行直接测量,测量的功率大于10 kW,功率密度大于107 W/cm2,测量激光光束的最大直径为60 mm,激光聚焦光斑的直径小于0.5 mm.
大功率激光 功率密度分布 直接测量
