高功率半導體激光泵閥表面改性技術(shù)及設(shè)備研究.pdf

1、半導體激光器以其電光轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、可靠性好、壽命長、體積小、重量輕及易于與機器手臂結(jié)合等優(yōu)點開拓了許多傳統(tǒng)激光器無法涉及的領(lǐng)域，在工業(yè)應(yīng)用方面受到了國內(nèi)外學者越來越多的關(guān)注。
　　立足于浙江溫州當?shù)貍鹘y(tǒng)優(yōu)勢泵閥產(chǎn)業(yè)目前所面臨的產(chǎn)業(yè)瓶頸，本文采用理論研究仿真和工藝實驗探索驗證的方法，從泵閥表面高功率半導體激光改性專用設(shè)備的設(shè)計，激光、粉末和基體之間的互相作用關(guān)系及溫度場仿真，激光加工過程中的羽輝屏蔽效應(yīng)，泵閥表面處理工藝參數(shù)

2、的優(yōu)化和應(yīng)用過程中的現(xiàn)場缺陷分析及質(zhì)量控制方法這幾方面進行了系統(tǒng)的分析和研究，所完成的工作如下：
　?。?）研究了泵閥行業(yè)中的各類加工對象，設(shè)計出了泵閥表面高功率半導體激光改性專用設(shè)備，并對3KW半導體激光器、光束整形、冷卻系統(tǒng)、電源技術(shù)和五軸三聯(lián)動加工系統(tǒng)進行了分析。
　　（2）研究了泵閥表面處理過程中，激光、基體和粉末之間的相互作用關(guān)系，并以此建立了半導體激光表面改性溫度場模型，對激光功率1KW，掃描速度5mm/s；激光

3、功率2KW，掃描速度5mm/s；激光功率2KW，掃描速度10mm/s這三組工藝參數(shù)進行了仿真與分析，探索了激光功率、掃描速度對表面改性的影響。
　?。?）采用數(shù)值模擬與實驗研究相結(jié)合的方法，構(gòu)建粒子密度數(shù)學模型和ABCD光學矩陣，從吸收和折射兩方面對光斑尺寸為0.5 mm*1 mm的半導體激光進行羽輝屏蔽效應(yīng)研究，發(fā)現(xiàn)在一定程度上，羽輝對激光的影響可等效于一個梯度折射率透鏡，使其焦點下移，光斑尺寸變大，能量密度衰減最大可達90％以