中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 高功率微波技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
设计了一种准光反射聚焦方式的微波放电大气等离子体实验装置，装置包括大气环境模拟室和微波辐射聚焦系统。辐射微波在腔室中心形成kV/cm量级的非均匀强场，击穿大气产生等离子体。通过仿真计算了腔室内的空间辐射场分布，并利用小信号传递的方式进行测量，测量结果与仿真相符，形成的等离子体形态与辐射场分布强弱一致。电磁场在聚焦区域形成驻波，等离子体出现明显分层现象。实验通过拍照记录了不同参数条件下的等离子体图样，等离子体形态随气压升高而收缩，放电区域受场强和气压共同影响。对实验结果进行分析，验证了该装置的能力。
微波放电 等离子体 反射聚焦 电场测量 击穿阈值 microwave discharge plasma focusing reflector electric field measurement breakdown threshold 强激光与粒子束
2019, 31(5): 053002
武汉钢铁(集团)公司研究院, 湖北 武汉 430080
分析了光束质量、球差对聚焦特性的影响, 并利用横流CO2激光器及其加工系统实验研究了平-凸透射聚焦镜、抛物面反射聚焦镜对焊接质量的影响规律。结果表明, 平-凸透射聚焦镜的正球差使焦点远离聚焦镜, 负球差使焦点向聚焦镜靠拢, 适当的球差可提高焦点光强; 当入射光束无偏移时, 抛物面聚焦镜比平-凸聚焦镜的焊接熔深大15％,入射光束偏移增加到0.6mm时, 抛物面聚焦镜的焊接熔深迅速下降到低于平-凸透射聚焦镜。
激光焊接 聚焦特性 平-凸聚焦镜 抛物面反射聚焦镜 laser welding focus performance plane-convex focus mirror paraboloid focusing mirror
在高功率激光加工应用中,不同的加工形式对激光光束的聚焦性能要求不同,因而采取的聚焦方式也不一样。研究介绍了高功率激光加工中激光光束聚焦的几种常用方式,包括透镜聚焦、球面镜反射聚焦和离轴抛物面镜反射聚焦。系统地分析了这几种聚焦方式各自的优缺点及其应用领域,并且对这几种聚焦方式进行了模拟分析,形象、直观地反映出各种聚焦方式的聚焦效果。
激光技术 激光加工 透射聚焦 反射聚焦 laser technology laser process transmitted focusing reflected focusing
1 华中科技大学激光技术与工程研究院, 湖北 武汉 430074
2 武汉金石凯激光技术有限公司, 湖北 武汉 430074
介绍了一种高功率、高光束质量的五折腔CO2激光焊接机,主要分析了激光器的五折谐振腔、三工位光路转换器,反射聚焦的设计过程:五折谐振腔的设计,获得了2.5 kW稳定运行的低阶模激光束,发散角1.6 mrad,模式结构TEM00+TEM01,激光器功率不稳定度小于±3%;三工位光路转换器的使用,合理地利用了激光器连续工作的能力,提高了工作效率;为克服热透镜效应和球差的影响,采用金属抛物面镜反射聚焦;同时,对汽车变速箱用的20CrMnTi合金钢双联齿轮进行焊接,用金相显微镜拍照、观察,获得外观美观、深宽比大于3:1的焊缝,且焊接热影响区小,熔区致密、无缺陷,取得良好的焊接效果.
激光技术 激光焊接 五折皆振腔 三工位转换器 反射聚焦 抛物面镜
华中科技大学激光技术与工程研究院, 武汉 430074
介绍了一种能合理利用激光器连续工作能力的三工位光路转换装置 ;分析了透射聚焦和反射聚焦的优缺点及其应用领域,其中反射聚焦中分析了球面镜反射聚焦和离轴抛物面反射聚焦两种形式;最后简要介绍了能量均匀分布的线形光斑和矩形光斑的整合方式。
激光加工 透射聚焦 反射聚焦 整合
