[发明专利]一种锁频单脉冲红外超快激光CFRP切割方法和系统

权利要求书

1.一种锁频单脉冲红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，包括步骤：

1)设置能够在高重复频率下发射高能量单脉冲且单脉冲能量一致性高的红外超快激光器，所述高重复频率为1KHz-500KHz，所述高能量单脉冲能量为20uJ-1000uJ，所述单脉冲能量一致性为≤±5％；

2)锁定发射频率为1KHz-500KHz之间的一定值；

3)所述激光器发射的红外超快激光，经过整形光路放大光束尺寸、再经过光束传输光路输入到振镜、再经过场镜后聚焦在连续切割平台上的CFRP材料工件表面；

4)在软硬件控制器的控制下，设置激光参数和加工参数；控制振镜及激光发射，完成CFRP材料的激光切割。

2.根据权利要求1所述的红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，所述激光器为全固态皮秒激光器，所述激光波长为1064±5nm。

3.根据权利要求1所述的红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，所述单脉冲宽度为1-10ps。

4.根据权利要求1所述的红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，所述激光器窗口光斑为1-3mm，发散角为0.5-1.5mrad。

5.根据权利要求1所述的红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，所述整形光路为放大倍率为1-8倍的扩束光路。

6.根据权利要求1所述的红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，所述光束传输光路为传输距离10-1000mm的传输光路组成。

7.根据权利要求1所述的红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，所述振镜转速为100-5000转/秒。

8.根据权利要求1所述的红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，所述场镜是F-θ场镜或远心场镜，焦距为30-200mm。

9.根据权利要求1所述的红外超快激光CFRP切割方法，其特征在于，形成所述切割图案微型结构的最小分辨率特征尺寸为0.5-15um。

10.实现权利要求1所述精密切割CFRP材料方法的切割系统，其特征在于，所述系统包括红外超快激光器、整形光路和光束传输光路、聚焦透镜、连续切割平台和控制器，

所述红外超快激光器为能够在高重复频率下发射高能量单脉冲且单脉冲能量一致性高的红外超快激光器，所述高重复频率为1KHz-500KHz，所述高能量单脉冲能量为20uJ-1000uJ，所述单脉冲能量一致性为≤±5％；锁定发射频率为1KHz-500KHz之间的一定值；

所述聚焦透镜包括控制激光束偏转的扫描振镜与聚焦激光束的场镜；

所述连续切割平台设有X、Y和Z轴驱动机构；

激光器通过数据线与安装有激光切割系统软件的计算机控制器相连，计算机控制器将控制的激光功率、扫描速度及重复频率信号输入到激光器，并接收激光器的脉冲同步信号，同时控制光路、振镜、场镜和X、Y和Z轴驱动机构完成切割。