强化轨迹及分布可控的材料表面激光强化方法和系统

摘要

本发明涉及强化轨迹及分布可控的材料表面激光强化的方法和系统。该系统包括：激光器、扩束镜和聚焦透镜，激光加工头和光导纤维，计算机；其中激光器的输出光路上按顺序设置扩束镜和聚焦透镜；激光器输出端经与光导纤维连接在激光加工头上，激光加工头的运动由计算机控制；其特征在于：还包括一基于Dammann周期性位相光栅原理研制的二元光学转换元件，该二元光学转换元件设置在扩束镜和聚焦透镜之间。该方法通过更换二元光学转换元件实现微观控制，宏观强化轨迹可根据实际工艺要求通过调整加工头和激光器的相对运动状态和速度来实现。两者结合就可方便地实现大型工件表面的强化轨迹为宏观及微观上呈周期或非周期分布的激光表面强化。

主权项

1、一种强化轨迹及分布可控的材料表面激光强化系统，包括：激光器、扩束镜和聚焦透镜，激光加工头、光导纤维，光电检测器和工控计算机；其中激光器的输出光路上按顺序设置扩束镜和聚焦透镜；激光器输出端经与光导纤维连接在激光加工头上，光电检测器将采集到的光信号转化为高电平电压信号，输入工控计算机；其特征在于：还包括一基于达曼光栅原理研制的二元光学转换元件，该二元光学转换元件设置在扩束镜和聚焦透镜之间；所述的二元光学转换元件，为在光学玻璃基片上采用刻蚀法制备出的具有2个台阶结构的相位元件，其中台阶高度为0-20um。