[发明专利]基于连续-重频脉冲激光的激光辐照加强方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于连续‑重频脉冲激光的激光辐照加强方法及系统，包括以下步骤：构建连续‑重频脉冲组合激光，所述连续‑重频脉冲组合激光包括连续激光和脉冲激光；使用连续‑重频脉冲组合激光对待加工物质进行辐照处理。其能够达到快速损伤物体表面的效果，工作效率高，效果好。

技术领域

本发明涉及激光辐照技术领域，尤其是指一种基于连续-重频脉冲激光的激光辐照加强方法及系统。

背景技术

物质在激光的辐照作用下，激光能量被物质所吸收，物质表面温度将不断升高，随着辐照强度和作用时间的不断增加，材料开始发生相变甚至是被电离，该作用过程中所产生的温度及烧蚀形貌的动态变化规律，是激光与物质相互作用研究的重点关注问题之一。针对材料作用物质吸收、形态变化以及损伤效果的研究，将对激光加工、激光军事应用等领域的发展有着重要意义。激光按照其工作方式可分为连续激光、长脉冲激光和短脉冲激光，其与物质作用的机理也有一定的差异。当连续激光和长脉冲激光辐照物质表面时，激光主要作为热源，作用在物质上主要表现为能量积累，表现出“热”作用，主要以光-热烧蚀作用为主；当脉冲激光辐照物质表面时，物质表面在短时间内吸收大量激光能量，引起物质温度升高、熔融、气化和喷溅等现象，物质表面和向外喷溅物质变为物质蒸汽并继续吸收能量，在数个皮秒到几个纳秒时间内，通过多光子雪崩电离产生光学击穿，使得区域内得物质蒸汽温度进一步提高，电离度也提高，进而形成高温高压得等离子体，等离子体继续吸收后续激光能量，并使得能量在聚焦区域内迅速累积，从而导致高温高压的等离子体以超音速向外膨胀，形成高压波阵面从而破坏物质表面，以光-电损伤效应为主。

但上述激光在辐照物质表面时仍存在作用损伤效果差等技术问题。对于连续激光和长脉冲激光，其峰值功率不足，整个作用过程主要以加热物质为主，对物质损伤效果较差；脉冲激光虽然峰值功率极高，容易造成物质表面初始损伤，但是产生大量的等离子体会吸收后续激光，造成激光无法持续作用物质表面，造成物质进一步损伤效果变差。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中激光在辐照物质表面时仍存在作用损伤效果差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于连续-重频脉冲激光的激光辐照加强方法，包括以下步骤：

构建连续-重频脉冲组合激光，所述连续-重频脉冲组合激光包括连续激光和脉冲激光；

使用连续-重频脉冲组合激光对待加工物质进行辐照处理。

作为优选的，所述脉冲激光为短脉冲尖峰激光。

作为优选的，所述连续激光和脉冲激光为相同波长。

作为优选的，所述连续激光和脉冲激光为不相同波长。

作为优选的，所述连续激光和脉冲激光通过空间合束的方法叠加获得。

作为优选的，所述连续-重频脉冲组合激光在紫外波段、可见光波段或红外波段。

作为优选的，所述连续激光和脉冲激光的光斑尺寸一致。

本发明公开了一种基于连续-重频脉冲激光的激光辐照加强系统，包括：

连续激光产生模块，所述连续激光产生模块用于产生连续激光；

脉冲激光产生模块，所述脉冲激光产生模块用于产生脉冲激光；

空间合束模块，所述空间合束模块将所述连续激光和所述脉冲激光合束，获得连续-重频脉冲组合激光；

辐照模块，所述辐照模块将所述连续-重频脉冲组合激光辐照在待加工物体上。

作为优选的，所述连续激光的功率为数百瓦级；所述脉冲激光的周期为纳秒级。

一种如上述的基于连续-重频脉冲激光的激光辐照加强系统的应用。