The invention relates to a plastic mirror and method for regulating the edge energy density of a laser square spot. The plastic mirror has a wafer base and the bottom of the plastic mirror is plane. The upper surface of the plastic mirror is a four pyramid consisting of four planes of the same shape, and the edge of the four pyramid surface of the four pyramid is a conical surface. After the laser through the plastic mirror, it is decomposed into four sector surfaces and four conical surfaces due to the refraction of four surfaces. The effect of the lens, which is realized by the lens alone, becomes the integration of the lens and the conical lens to weaken the boundary effect. The energy density of the square spot can be changed from the flat top distribution to the edge energy slope distribution, and the energy density of the square spot edge can be reduced, thus the consistency of the impact strength of the lap zone and the non Lap Zone of the overlapping square spot impact area is maintained, and the strength uniformity of the whole impact area is ensured.
【技术实现步骤摘要】
一种激光方形光斑边缘能量密度调控的整形镜及方法
本专利技术涉及一种激光方形光斑边缘能量密度调控的整形镜及方法,属于激光加工
技术介绍
激光冲击强化(激光喷丸)技术是利用纳秒级强脉冲激光透过对激光透明的约束介质在金属表面被吸收层吸收后产生高温高压等离子体,等离子体爆炸产生强冲击波诱导材料表面产生塑性变形、晶粒细化并获得表层残余压应力从而提高金属结构的抗疲劳及应力腐蚀性能。激光冲击强化技术所用的激光光斑,常用的为圆形光斑及方形光斑。由于方形光斑能量均匀性更好、搭接率易于控制及计算,因此得到了愈来愈广泛的应用。采用方形光斑的激光冲击强化,由于方形光斑边界效应的存在,光斑之间搭接时,造成搭接区冲击强度高于非搭接区,从而造成整个强化区域冲击强度的不均匀。
技术实现思路
为了克服现有的方形光斑边界效应及由此造成的搭接的方形光斑搭接区与非搭接区冲击强度的不均匀,本专利技术提供了一种激光冲击强化用高能纳秒脉冲激光方形光斑边缘能量密度调控的整形镜及方法,可以实现方形光斑能量密度由平顶分布改为边缘能量斜坡形分布,降低了方形光斑边缘能量密度,从而保持了搭接的方形光斑冲击区域的搭接区与非搭接区冲击强度的一致性,保证了整个冲击区域的强度均匀性。该方法解决了由于方形光斑其边界效应的存在,造成的搭接区与非搭接区激光功率密度的差异,从而导致整个强化区域冲击强度的不均匀。为解决上述技术问题,本专利技术是通过以下方案实现:本专利技术提供了一种激光方形光斑边缘能量密度调控的整形镜,整形镜具有圆片形基体,整形镜的底面为平面,所述整形镜的上表面是由四个形状相同的平面组成的四棱锥,四棱锥的四个 ...
【技术保护点】
1.一种激光方形光斑边缘能量密度调控的整形镜,整形镜具有圆片形基体,整形镜的底面为平面,其特征在于,所述整形镜的上表面是由四个形状相同的平面组成的四棱锥,四棱锥的四个棱锥面的棱边为圆锥面。
【技术特征摘要】
1.一种激光方形光斑边缘能量密度调控的整形镜,整形镜具有圆片形基体,整形镜的底面为平面,其特征在于,所述整形镜的上表面是由四个形状相同的平面组成的四棱锥,四棱锥的四个棱锥面的棱边为圆锥面。2.根据权利要求1所述的激光方形光斑边缘能量密度调控的整形镜,其特征在于,激光经整形镜后,由于四个面的折射作用,被分解成四个扇形面和四个圆锥面,由棱透镜单独实现的效果变成棱透镜+圆锥透镜综合作用来实现边界效应的弱化,四个形状相同的平面与整形透镜的底面的夹角均为α,α=0.02~0.4弧度。3.一种激光方形光斑边缘能量密度调控的方法,其特征在于:采用整形镜实现激光方形光斑边缘能量密度调控,所述整形镜具有圆片形基体,整形镜的底面为平面,整形镜的上表面是由四个形状相同的平面组成的四棱锥,四棱锥的四个棱锥面的棱边为圆锥面,四个形状相同的...
【专利技术属性】
技术研发人员:车志刚,巩水利,邹世坤,曹子文,吴俊峰,
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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