激光强化系统和激光强化方法技术方案

本发明专利技术提供的激光强化系统和激光强化方法，涉及膜层强化技术领域。其中，激光强化系统包括：控制器；飞秒激光器，该飞秒激光器与控制器连接，以基于控制器的控制输出飞秒激光；激光处理组件，该激光处理组件与飞秒激光器对应设置，以接收飞秒激光并对该飞秒激光进行光学处理；移动平台，该移动平台与激光处理组件对应设置，以使经过光学处理的飞秒激光能够输出至移动平台，以对位于该移动平台的待强化元件进行强化处理。控制器与移动平台连接，以控制移动平台带动待强化元件移动，以使经过光学处理的飞秒激光能够对待强化元件的表面的各个区域进行强化处理。通过上述设置，可以避免采用现有的强化方法会对元件的表面结构造成破坏的问题。

Laser Enhancement System and Laser Enhancement Method

The laser strengthening system and the laser strengthening method provided by the invention relate to the technical field of film strengthening. The laser intensification system includes: a controller; a femtosecond laser, which is connected with the controller to output femtosecond laser based on the controller; a laser processing module, which is corresponding to the femtosecond laser to receive femtosecond laser and process the femtosecond laser optically; and a mobile platform, which corresponds to the laser processing module. The device is arranged so that the optically processed femtosecond laser can be output to the mobile platform to intensify the elements to be strengthened on the mobile platform. The controller is connected with the mobile platform to control the mobile platform to drive the components to be strengthened to move, so that the femtosecond laser after optical treatment can treat each area of the surface of the strengthened components for strengthening treatment. Through the above settings, the problem of damage to the surface structure of the components caused by the existing strengthening methods can be avoided.

【技术实现步骤摘要】
激光强化系统和激光强化方法
本专利技术涉及膜层强化
，具体而言，涉及一种激光强化系统和激光强化方法。
技术介绍
熔石英材料具有良好的光学性能，因此，由该材料制作的光学元件在大型高能量激光系统中具有广泛的应用。其中，通过在熔石英基底镀制介质膜，可以进一步增强熔石英光学元件的光学性能并起到保护层的作用。但是，由于物理镀膜原理的限制，介质膜与熔石英基底的机械性能会存在差距。其中，在需要提高介质膜的机械性能时，需对介质膜做进一步地强化处理。激光强化技术被广泛应用于金属材料表面的强化，如飞机发动机叶片、大型汽轮机叶片、石油管道以及汽车关键零部件等的处理。经专利技术人研究发现，现有的激光强化技术是利用激光能量在被处理材料表面沉积后产生的热力学及动力学效应，使表面材料发生物理性能的改变，但是对于光学材料，在强化过程中产生的高温和冲击波会破坏介质膜的表面结构，进而导致具有该介质膜的光学元件难以得到有效地使用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种激光强化系统和激光强化方法，以避免采用现有的强化方法会对元件的表面结构造成破坏的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：一种激光强化系统，包括：控制器；飞秒激光器，该飞秒激光器与所述控制器连接，以基于所述控制器的控制输出飞秒激光；激光处理组件，该激光处理组件与所述飞秒激光器对应设置，以接收所述飞秒激光并对该飞秒激光进行光学处理；移动平台，该移动平台与所述激光处理组件对应设置，以使经过光学处理的飞秒激光能够输出至所述移动平台，以对位于该移动平台的待强化元件进行强化处理；其中，所述控制器与所述移动平台连接，以控制所述移动平台带动所述待强化元件移动，以使经过光学处理的飞秒激光能够对所述待强化元件的表面的各个区域进行强化处理。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述激光强化系统中，所述激光处理组件包括能量调节单元，该能量调节单元包括：与所述飞秒激光器对应设置的半波片；与所述半波片对应设置的偏振片；与所述偏振片对应设置的衰减器；其中，所述飞秒激光器输出的飞秒激光能够依次经过所述半波片、偏振片以及所述衰减器的处理后传输至所述移动平台。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述激光强化系统中，所述激光处理组件还包括激光光束调节单元，该激光光束调节单元包括：与所述衰减器对应设置的光束整形器；与所述光束整形器对应设置的扩束器；其中，经过所述衰减器输出的飞秒激光能够依次经过所述光束整形器和所述扩束器分别进行光斑形状、能量空间分布的调整处理和光斑尺寸的调整处理后传输至所述移动平台。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述激光强化系统中，所述激光处理组件还包括：激光快门，该激光快门位于所述光束整形器和所述扩束器之间，且与所述控制器连接，以基于所述控制器的指令控制所述光束整形器输出的飞秒激光是否能够传输至所述扩束器。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述激光强化系统中，所述激光处理组件还包括光路调节单元，该光路调节单元包括：第一反射镜，该第一反射镜位于所述飞秒激光器和所述半波片之间，以使所述飞秒激光器输出的飞秒激光经过所述第一反射镜反射至所述半波片；第二反射镜，该第二反射镜位于所述衰减器与所述光束整形器之间；第三反射镜，该第三反射镜位于所述第二反射镜与所述光束整形器之间，以使所述衰减器输出的飞秒激光依次经过所述第二反射镜和所述第三反射镜反射后传输至所述光束整形器；双色镜，该双色镜位于所述扩束器和所述移动平台之间，以使所述扩束器输出的飞秒激光能够通过所述双色镜反射至所述移动平台。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述激光强化系统中，所述激光处理组件还包括：物镜，该物镜位于所述双色镜和所述移动平台之间，以使所述双色镜反射的飞秒激光能够经过所述物镜的聚焦处理后输出至所述移动平台。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述激光强化系统中，还包括：监控组件，该监控组件与所述移动平台对应设置，以对设置于所述移动平台的待强化元件基于飞秒激光的强化过程进行监控。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述激光强化系统中，述监控组件包括：可见光光源，用于输出可见光至所述待强化元件，并在所述待强化元件的表面发生发射，以依次经过所述物镜和所述双色镜输出；第四反射镜，该第四反射镜与所述双色镜对应设置，以将所述双色镜透射出的可见光进行反射处理；聚焦透镜，该聚焦透镜与所述第四反射镜对应设置，以将所述第四反射镜反射的可见光进行聚焦处理；图像传感器，该图像传感器与所述控制器连接，且与所述聚焦透镜对应设置，以将所述聚焦透镜输出的可见光转换为电信号并输出至所述控制器。在上述基础上，本专利技术实施例还提供了一种应用于上述激光强化系统的激光强化方法，所述方法包括：飞秒激光器基于控制器的控制输出飞秒激光；激光处理组件接收所述飞秒激光并对该飞秒激光进行光学处理；移动平台基于所述控制器的控制带动位于该移动平台的待强化元件移动，以使经过光学处理的飞秒激光能够对所述待强化元件的表面的各个区域进行强化处理。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述激光强化方法中，所述激光强化系统还包括监控组件，在执行所述飞秒激光器基于控制器的控制输出飞秒激光的步骤之前，所述方法还包括：飞秒激光器基于控制器的控制输出测试激光，并经过激光处理组件进行光学处理后输出至位于移动平台的测试元件，其中，该测试元件与所述待强化元件材料相同；所述监控组件对所述测试元件基于测试激光的测试过程进行监控，以得到对应的激光损伤阈值，以使所述控制器能够基于该激光损伤阈值确定强化处理时飞秒激光器输出的飞秒激光的能量值。本专利技术提供的激光强化系统和激光强化方法，通过控制器、飞秒激光器、激光处理组件以及移动平台的配合设置，可以通过飞秒激光对待强化元件进行强化处理，以避免采用现有的强化方法会对元件的表面结构造成破坏的问题，进而保证强化得到的元件可以被有效地应用于各高能量激光系统中。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术实施例提供的激光强化系统的结构框图。图2为本专利技术实施例提供的激光强化系统的光学原理图。图3为本专利技术实施例提供的激光强化方法的流程示意图。图4为本专利技术实施例提供的激光强化方法的另一流程示意图。图标：100-激光强化系统；110-控制器；120-飞秒激光器；130-激光处理组件；131a-半波片；131b-偏振片；131c-衰减器；133a-光束整形器；133b-扩束器；135-激光快门；137a-第一反射镜；137b-第二反射镜；137c-第三反射镜；137d-双色镜；139-物镜；140-移动平台；150-监控组件；151-可见光光源；153-第四反射镜；155-聚焦透镜；157-图像传感器；200-待强化元件。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光强化系统，其特征在于，包括：控制器；飞秒激光器，该飞秒激光器与所述控制器连接，以基于所述控制器的控制输出飞秒激光；激光处理组件，该激光处理组件与所述飞秒激光器对应设置，以接收所述飞秒激光并对该飞秒激光进行光学处理；移动平台，该移动平台与所述激光处理组件对应设置，以使经过光学处理的飞秒激光能够输出至所述移动平台，以对位于该移动平台的待强化元件进行强化处理；其中，所述控制器与所述移动平台连接，以控制所述移动平台带动所述待强化元件移动，以使经过光学处理的飞秒激光能够对所述待强化元件的表面的各个区域进行强化处理。

【技术特征摘要】
1.一种激光强化系统，其特征在于，包括：控制器；飞秒激光器，该飞秒激光器与所述控制器连接，以基于所述控制器的控制输出飞秒激光；激光处理组件，该激光处理组件与所述飞秒激光器对应设置，以接收所述飞秒激光并对该飞秒激光进行光学处理；移动平台，该移动平台与所述激光处理组件对应设置，以使经过光学处理的飞秒激光能够输出至所述移动平台，以对位于该移动平台的待强化元件进行强化处理；其中，所述控制器与所述移动平台连接，以控制所述移动平台带动所述待强化元件移动，以使经过光学处理的飞秒激光能够对所述待强化元件的表面的各个区域进行强化处理。2.根据权利要求1所述的激光强化系统，其特征在于，所述激光处理组件包括能量调节单元，该能量调节单元包括：与所述飞秒激光器对应设置的半波片；与所述半波片对应设置的偏振片；与所述偏振片对应设置的衰减器；其中，所述飞秒激光器输出的飞秒激光能够依次经过所述半波片、偏振片以及所述衰减器的处理后传输至所述移动平台。3.根据权利要求2所述的激光强化系统，其特征在于，所述激光处理组件还包括激光光束调节单元，该激光光束调节单元包括：与所述衰减器对应设置的光束整形器；与所述光束整形器对应设置的扩束器；其中，经过所述衰减器输出的飞秒激光能够依次经过所述光束整形器和所述扩束器分别进行光斑形状、能量空间分布的调整处理和光斑尺寸的调整处理后传输至所述移动平台。4.根据权利要求3所述的激光强化系统，其特征在于，所述激光处理组件还包括：激光快门，该激光快门位于所述光束整形器和所述扩束器之间，且与所述控制器连接，以基于所述控制器的指令控制所述光束整形器输出的飞秒激光是否能够传输至所述扩束器。5.根据权利要求3或4所述的激光强化系统，其特征在于，所述激光处理组件还包括光路调节单元，该光路调节单元包括：第一反射镜，该第一反射镜位于所述飞秒激光器和所述半波片之间，以使所述飞秒激光器输出的飞秒激光经过所述第一反射镜反射至所述半波片；第二反射镜，该第二反射镜位于所述衰减器与所述光束整形器之间；第三反射镜，该第三反射镜位于所述第二反射镜与所述光束整形器之间，以使所述衰减器输出的飞秒激光依次经过所述第二反射镜和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚国，欧阳升，许乔，刘志超，耿锋，袁志刚，王度，金会良，张清华，王健，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51