[发明专利]矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统及其运用方法

权利要求书

1.一种矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统，其特征在于，包括：

激光产生模块，配置为用于输出纳秒激光脉冲的纳秒激光器；

外置光学整形模块，包括整形曲面镜组或整形曲面组合镜，配置为对所述纳秒激光脉冲进行整形，以形成矩形均匀纳秒激光脉冲；

样件模块，包括多种待实施激光脉冲喷丸技术的样件及形成所述样件的材料。

2.如权利要求1所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统，其特征在于，所述整形曲面镜组或整形曲面组合镜采用高光学损伤阈值光学材料制备，所述高光学损伤阈值光学材料能承受纳秒激光脉冲的能量密度不低于1J/cm²。

3.如权利要求2所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统，其特征在于，所述外置光学整形模块适用于各种重复频率大小和多种能量高低的纳秒激光脉冲。

4.如权利要求3所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统，其特征在于，各种重复频率大小和多种能量高低的纳秒激光脉冲包括：

高重复频率和高能量的纳秒激光脉冲；

低重复频率和低能量的纳秒激光脉冲；

其中，高脉冲重复频率的范围为5-10Hz，低脉冲重复频率的范围为大于0Hz、小于5Hz；低能量激光功率的范围为MW/cm²量级，高能量激光功率的范围为GW/cm²量级。

5.如权利要求1所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统，其特征在于，激光产生模块产生高斯、类高斯或平顶光束型脉冲；

高斯、类高斯或平顶光束型脉冲为圆形的纳秒激光脉冲。

6.一种矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统的运用方法，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一项所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统对所述样件及形成所述样件的材料实施激光脉冲喷丸技术。

7.如权利要求6所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统的运用方法，其特征在于，形成所述样件的材料包括但不限于金属材料、非金属材料及有机材料；其中，金属材料包括但不限于铝材料、铝合金材料、钢材料、钢合金材料、铁材料、铁合金材料、钛材料、钛合金材料、镁材料以及镁合金材料；非金属材料包括但不限于陶瓷和硅基。

8.如权利要求7所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统的运用方法，其特征在于，铝合金材料包括航空铝材料。

9.如权利要求6所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统的运用方法，其特征在于，所述系统运用于航空领域中的民用和军用飞机、舰船、发电装置以及核工业设备的制造与维修。

10.如权利要求9所述的矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统的运用方法，其特征在于，所述系统运用于样件及形成所述样件的材料的强化和成型，包括但不限于叶片的强化和焊缝的强化。