高功率大能量纳秒激光器的应用案例

 
  1. 钛宝石激光器泵浦

啁啾脉冲放大(Chirped Pulse Amplification, CPA)技术是产生超短脉冲、超高峰值功率激光的一种技术。作为商品化TW – PW 飞秒激光器制造商,Amplitude在钛宝石泵浦领域具备多年的经验和技术。
Amplitude提供从10焦耳级到200焦耳级纳秒绿光激光器,满足您百太瓦直至10拍瓦量级高功率钛宝石激光器的泵浦光需求;专为泵浦优化的均匀光斑,使得钛宝石可输出质量优秀的激光。Amplitude可供钛宝石住放大级选用的泵浦源系列:
 

系列 绿光能量 重复频率 备注
Titan 6J – 12J 1 – 5Hz  
Constellation 15J – 30J 0.1Hz  
  75J – 150J 1shot/min  
Premiumlite-YAG 55J 10Hz  
Premiumlite-Glass 200J 0.1Hz  

 

  1. OPCPA泵浦

与钛宝石CPA系统不同,OPCPA采用光学参量放大(Optical Parametric Amplification)过程来放大啁啾脉冲。在OPCPA系统中,为保证对各频谱分量的同等增益,要求脉冲的时间波形为平顶;Amplitude Agilite 及Intrepid系列提供百皮秒 – 微秒脉宽、脉冲波形可编程的输出,非常适合OPCPA泵浦。Agilite及Intrepid可单独使用,提供焦耳级绿光输出;同时可作为Premiumlite的前端,输出数十焦的绿光。

  1. 激光冲击强化

经过数十年的发展,激光冲击强化(Laser Shock Peening)已从实验室走向市场,逐渐成为高端制造业金属材料部件强化的关键技术甚***准技术。

  1. 航空发动机叶片
  2. 飞机蒙皮、铆钉等部件
  3. 汽车发动机活塞、气缸等部件
  4. 特种管道的焊缝

激光冲击强化通常需要4~10GW/cm2的峰值功率密度,也就意味着处理1cm2面积需要10J能量。传统激光器能量和重频的矛盾,限制了激光冲击强化工艺的速度和产率。
Amplitude 提供系列激光器,可用于实验室研究及工业应用。尤其是Premiumlite-YAG激光器,其重复频率比现有同等能量激光器高10倍,特别适合高产率冲击强化工业应用。
可用于冲击强化的激光器:
 

型号 脉冲能量 重频 特点
Titan 8J 5Hz 适合实验室研究及小面积工件强化应用
Constellation 30J 0.1Hz 较大面积、低产率
Intrepid 4J 10Hz 可调波形,可研究不同波形对冲击波及强化效果的影响
Premiumlite-YAG
Intrepid-YAG
75J 10Hz 大面积、大产率冲击强化应用

 

  1. 复合材料粘接检测

复合材料以其强度高、比重轻、成本优的优势正越来越多的使用于飞机、航天器、列车、汽车、风力发电机等关键部件上。在使用时,通常将复合材料粘接、或将复合材料与其他材料粘接起来使用。其粘接的质量无疑对*终应用中的强度、寿命、可靠性有决定性影响。对复合材料粘接效果的检测直接关系到生产与运输的安全。

  1. 动态压缩

X射线衍射是研究材料结构的重要方法。在X射线衍射测试中,对材料施加外加的高压,造成材料应力、晶格参数乃***相的变化,对研究材料的在压缩过程中的应力应变状态方程、熔化、相变、声速、晶体结构、温度变化以及非平衡动力学等等过程有重要意义。
采用激光产生冲击波,在极端的时间内压缩材料,具备系列的优势:

  1. 超快速压缩,体现与静态压缩不同的特性,尤其是非平衡动态过程;
  2. 模拟地表无法实现的极端高温和高压条件;
  3. 实现只有在星体核心才会出现的奇异晶态。

  1. 可编程的脉冲形状,模拟各种物理过程;
  2. 高达数十焦耳的单脉冲能量,亚纳秒 – 微秒解决方案;
  3. 可实现与脉冲光源同步,进行时间分辨研究;
  4. Nd:Glass 系统提供直达千焦的潜力。

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