激光脉冲喷丸成形系统中高能量脉冲激光矩形光束形成与均匀化技术的研究

项目名称： 激光脉冲喷丸成形系统中高能量脉冲激光矩形光束形成与均匀化技术的研究

项目编号： No.61378067

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 邓晓旭

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 90万元

中文摘要： 激光脉冲喷丸成形技术中要求功率密度大于GW/cm2，脉宽在10-30ns，能量均匀分布的矩形(或方形)激光束。本项目提出了自由曲面透镜整形技术，将脉冲宽度为ns级的高斯光束转化为能量均匀分布的矩形光脉冲。矩形光斑的能量均匀度大于90%，激光整形系统的能量损伤阈值大于5GW/cm2，满足激光脉冲喷丸成形对脉冲光束质量的要求。主要研究内容：1. 基于能量守恒定律和等光程原理研究激光束输入输出面光束映射函数；2.利用Zemax光学设计软件，优化自由曲面透镜面型方程；3.利用衍射理论研究矩形均匀光束传输特性，提高矩形均匀光束的作用距离；4. 建立自由曲面透镜整形系统，用于激光脉冲喷丸加工中。 实验室初步研究结果表明，我们设计加工的自由曲面透镜整形系统获得了较好的光学效果，我们将继续优化该技术使它能够应用于商业大飞机和军用飞机机翼板等核心部件的精密成形。

中文关键词： 高能激光均匀化整形；自由曲面整形系统；凝聚介质模型；激光喷丸技术；

英文摘要： In laser peening performing technology, laser peen requires a rectangular laser beam with high laser irradiance (>GW/cm2), short pulse duration (10-30ns) and evenly distributed energy density. This project put forward a shaping technology based on a free

英文关键词： high energy laser uniform shaping；the free-form surface lens shaping system；condensed matter model；laser shock peening；