LD泵浦Nd3+:YAG激光器及其毛化性能研究

摘要

激光毛化技术是冶金行业生产高附加值钢材的高新技术，经激光毛化后的冷轧辊轧制生产出的具有特殊表面形貌的冷轧薄钢板目前已经广泛应用于汽车、建筑、家电及电子、轻工及国防等领域，为国家和企业创造了很大的经济效益。
　　 目前国内外常用的轧辊激光毛化装备是C02激光毛化设备和灯泵Nd3+：YAG固体激光器，这些激光器用于轧辊毛化，都存在一定的问题。本文针对轧辊毛化这一领域，研发出了声光调Q的LD泵浦Nd3+：YAG激光器进行毛化，并取得了较好的毛化效果。
　　 本文详细论述了该激光器的设计方案。采用声光调Q技术来展宽脉冲宽度；对所采用的工作物质Nd3+：YAG晶体的能级系统和物化特性以及不同掺杂浓度对光束质量的影响进行了系统的介绍；对LD泵浦源的结构和功效进行了分析；对晶体棒进行端面修正来提高光学质量。
　　 然后根据以上各激光器器件的分析对激光器进行整体设计并进行试验，确定了所研制LD泵浦Nd3+：YAG激光器的基本参数。
　　 最后利用所研制的激光器对轧辊进行毛化试验，并对结果进行了分析，得出各加工参数对毛化效果及表面粗糙度的影响。通过模拟计算出不同点阵密度下的表面毛化粗糙度，为用户根据需要调整激光器及毛化加工参数提供了参考。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

一、激光加工技术介绍

二、轧辊毛化技术概述

三、激光毛化加工技术的应用和发展

(一)国内外激光毛化技术的应用和发展

(二)激光毛化技术的理论与实验研究

四、课题的目的、意义及任务

第二章 声光调Q的LD泵浦Nd3+：YAG激光器的设计

一、声光调Q理论

(一)调Q的基本原理

(二)声光调Q技术的原理

二、工作物质的选择

三、泵浦源的确定

四、热透镜效应的补偿

(一)热透镜效应产生的原因

(二)工作物质的热透镜焦距研究

(三)晶体棒修面

五、声光调Q的LD泵浦Nd3+：YAG激光器的整体设计

六、小结

第三章 轧辊激光毛化实验研究与结果分析

一、毛化激光装置介绍和实验研究

(一)实验装置

(二)实验内容

二、实验结果分析与讨论

(一)功率对毛化效果的影响

(二)脉冲频率对毛化效果的影响

(三)脉冲宽度对毛化效果的影响

三、小结

第四章 毛化粗糙度的数值模拟

一、轧辊毛化效果的评定

二、表面粗糙度的模拟计算

三、小结

结 论

一、全文总结

二、对进一步研究工作的建议

参考文献

个人简历及攻读硕士学位期间已发表的论文

致谢