高(gāo)功率(shuài)大能量納秒激光(guāng)器的(dí)典型應(yīng)用

• 鈦(tài)寶(bǎo)石激(jī)光(guāng)器泵浦(pǔ)

啁(zhōu)啾(jiū)脈(mài)衝放(fàng)大（Chirped Pulse Amplification, CPA）技(jì)術(shù)是產(chǎn)生超(chāo)短脈衝，超高峰值功(gōng)率激光(guāng)的一種技術(shù)。作(zuò)為(wéi)商品(pǐn)化TW - PW 飛秒激(jī)光器製造(zào)商，Amplitude在(zài)鈦(tài)寶石泵浦(pǔ)領(lǐng)域(yù)具(jù)備多年(nián)的經驗(yàn)和技術。

Amplitude提(tí)供從10焦耳級(jí)到(dào)200焦耳級(jí)納秒綠(lǜ)光(guāng)激(jī)光(guāng)器，滿足(zú)您百(bǎi)太(tài)瓦(wǎ)直(zhí)至10拍(pāi)瓦(wǎ)量級高功率(shuài)鈦寶石(shí)激光器的(dí)泵浦光(guāng)需(xū)求；專(zhuān)為泵浦優化(huà)的(dí)均匀(yún)光斑，使得鈦寶石(shí)可輸(shū)出質量的激(jī)光。Amplitude可(kě)供鈦寶石(shí)住放大級(jí)選用的(dí)泵(bèng)浦源(yuán)係(xì)列
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• OPCPA泵浦(pǔ)

與鈦寶(bǎo)石CPA係(xì)統不同，OPCPA采(cǎi)用(yòng)光學(xué)參(cān)量放大（Optical Parametric Amplification）過程來(lái)放(fàng)大(dà)啁(zhōu)啾脈(mài)衝(chōng)。在OPCPA係(xì)統(tǒng)中(zhōng)，為保證(zhèng)對各(gè)頻譜分(fēn)量(liáng)的同等(děng)增(zēng)益，要求脈(mài)衝的(dí)時(shí)間波形為平頂；Amplitude Agilite 及(jí)Intrepid係列提供(gōng)百(bǎi)皮秒 - 微秒(miǎo)脈寬(kuān)，脈衝(chōng)波形可編程的(dí)輸(shū)出，非(fēi)常適合OPCPA泵浦。Agilite及(jí)Intrepid可單獨(dú)使(shǐ)用(yòng)，提(tí)供(gōng)焦(jiāo)耳級綠(lǜ)光輸出(chū)；同(tóng)時(shí)可作(zuò)為(wéi)Premiumlite的前(qián)端(duān)，輸(shū)出數十焦(jiāo)的綠光(guāng)。

Eli - ALPS 2PW/10Hz係統

• 激(jī)光衝擊(jī)強(qiáng)化

經過(guò)數十年(nián)的(dí)發(fā)展(zhǎn)，激光衝擊(jī)強化（Laser Shock Peening）已(yǐ)從實驗室(shì)走向(xiàng)市場(cháng)，逐漸成(chéng)為製造業金屬材料部(bù)件(jiàn)強(qiáng)化(huà)的(dí)關鍵技術甚至標(biāo)準(zhǔn)技術。

激(jī)光衝(chōng)擊強化(huà)示(shì)意圖

激光衝擊(jī)強化通(tōng)常采(cǎi)用納(nà)秒尺度的大能量激(jī)光。待處理工件表麵(miàn)覆(fù)以(yǐ)不透明吸收層(céng)以及約束層(céng)，激光被(bèi)吸收層吸(xī)收之(zhī)後(hòu)產生等離子(zǐ)體；在(zài)約(yuē)束(shù)層的限製下(xià)，等(děng)離(lí)子體的爆炸(zhà)在(zài)材料表(biǎo)麵產生強(qiáng)烈的衝(chōng)擊(jī)波(bō)並向材料內部內傳播。經過(guò)處理(lǐ)的材料(liào)產(chǎn)生相(xiāng)變和應力，可以(yǐ)非常(cháng)顯著的提升材料的強度(dù)，耐磨性，抗疲(pí)勞特(tè)性；衝擊強(qiáng)化還可(kě)用於(yú)金屬疲勞恢(huī)復(fù)。

激(jī)光衝(chōng)擊(jī)強化已被波(bō)音等高技(jì)術(shù)公(gōng)司(sī)實(shí)際(jì)運用(yòng)，適(shì)用於(yú)
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l 航(háng)空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片(piàn)

l 飛(fēi)機(jī)蒙(mēng)皮，鉚(mǎo)釘等部件

l 汽(qì)車(chē)發(fā)動機活(huó)塞(sāi)，氣缸等部(bù)件

l 特種管(guǎn)道的焊縫(féng)

激光衝(chōng)擊強化通常需(xū)要4～10GW/cm²的(dí)峰值功率密(mì)度，也(yě)就(jiù)意味(wèi)著處理1cm²麵積需要(yào)10J能量(liáng)。傳統激光器(qì)能(néng)量(liáng)和(hé)重(zhòng)頻(pín)的(dí)矛盾，限製(zhì)了激光(guāng)衝擊強化工(gōng)藝(yì)的速(sù)度和產(chǎn)率(shuài)。

Amplitude 提供(gōng)係列(liè)激光器，可用於(yú)實驗室研究及工(gōng)業應(yīng)用。尤(yóu)其(qí)是Premiumlite-YAG激光器，其重復頻(pín)率(shuài)比現有同等(děng)能量激光(guāng)器高10倍，特別(bié)適(shì)合(hé)高產(chǎn)率衝擊(jī)強(qiáng)化工業應用。

可用於衝(chōng)擊(jī)強化(huà)的激(jī)光器
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• 復(fù)合材料粘接檢(jiǎn)測

復合材(cái)料以(yǐ)其(qí)強度高(gāo)，比(bǐ)重(zhòng)輕(qīng)，成(chéng)本優(yōu)的(dí)優(yōu)勢正越來(lái)越(yuè)多的(dí)使(shǐ)用於(yú)飛機，航(háng)天(tiān)器，列(liè)車，汽車，風(fēng)力發電機(jī)等關鍵(jiàn)部件上。在使(shǐ)用時，通(tōng)常將(jiāng)復合材料粘接(jiē)，或將(jiāng)復(fù)合(hé)材料與(yǔ)其他材料(liào)粘(nián)接(jiē)起來使用。其(qí)粘(nián)接的(dí)質(zhì)量(liáng)無疑(yí)對(duì)終(zhōng)應(yīng)用(yòng)中的強(qiáng)度(dù)，壽(shòu)命，可(kě)靠(kào)性有(yǒu)決定性(xìng)影(yǐng)響(xiǎng)。對(duì)復(fù)合(hé)材料粘(nián)接效(xiào)果的(dí)檢測(cè)直接關係(xì)到生(shēng)產與(yǔ)運輸的安全。

復合材(cái)料的粘接(jiē)缺(quē)陷

復合材料(liào)的粘接缺(quē)陷包括空(kōng)泡 （voids），雜(zá)質 （inclusion），以及吻接(jiē)（kissing bond）等，會(huì)嚴重影響材(cái)料(liào)的(dí)強度(dù)和(hé)可靠(kào)性(xìng)。這些缺陷從(cóng)外(wài)觀(guān)*無(wú)法(fǎ)檢出(chū)，常(cháng)規(guī)的非(fēi)破壞性(xìng)檢(jiǎn)測(cè)（如X射綫(xiàn)，超(chāo)聲波等(děng)）因(yīn)為(wéi)襯(chèn)度過(guò)低，無法(fǎ)有(yǒu)效檢測(cè)這些缺陷。

激光(guāng)粘接檢(jiǎn)（Laser Bonding Inspection, LBI）測(cè)是一種有效，便捷，無損的(dí)復合(hé)材料粘接(jiē)檢測(cè)技(jì)術。脈(mài)衝激光在復合(hé)材料表麵產生(shēng)壓剪應力(lì)波(bō)（與激光衝(chōng)擊強化(huà)類(lèi)似但(dàn)所使用(yòng)的激光強度較弱）。壓力波在後一(yī)個表(biǎo)麵(miàn)以(yǐ)張力波的形(xíng)式反射，並對檢(jiǎn)測(cè)區形成“拉扯”作用(yòng)，從(cóng)而將較(jiào)弱(ruò)的粘接(jiē)拉(lā)開。

通過(guò)選(xuǎn)擇合理的(dí)激(jī)光(guāng)能量，脈衝寬度，脈衝波形(xíng)，可(kě)以(yǐ)使得正(zhèng)常(cháng)粘接在多次(cì)激光(guāng)作(zuò)用(yòng)後*無損(sǔn)，而對(duì)弱粘(nián)接產(chǎn)生破(pò)壞(huài)。同(tóng)時可(kě)以(yǐ)通過對壓(yā)力(lì)，張力(lì)波(bō)的實時檢測(cè)來反(fǎn)饋(kuì)粘(nián)接(jiē)區的結(jié)構(gòu)。

LBI檢測(cè)飛(fēi)機構件(jiàn)

波(bō)音公司宣(xuān)稱，LBI是“檢測復合(hé)材料(liào)的有效方(fāng)法(fǎ)”。LBI可用(yòng)於(yú)復(fù)合(hé)材(cái)料-復(fù)合材(cái)料粘(nián)接，復(fù)合(hé)材料-金屬粘(nián)接，金屬-金屬粘接的強(qiáng)度(dù)檢(jiǎn)測，並(bìng)具備修復(fù)粘接結構的潛力。在航空(kōng)航天，機動(dòng)車(chē)與列車(chē)，風力葉輪(lún)等(děng)構(gòu)件(jiàn)的製造(zào)領(lǐng)域有廣(guǎng)泛(fàn)的(dí)應用。

LBI需求的(dí)峰(fēng)值功率(shuài)密度(dù)一般小(xiǎo)於4GW/cm²，同時(shí)需(xū)要(yào)對激光脈(mài)衝(chōng)的寬度(dù)和(hé)波(bō)形進(jìn)行(háng)的(dí)控製(zhì)，以使(shǐ)產生的(dí)應力波(bō)能準(zhǔn)確的檢測弱粘(nián)接(jiē)，同(tóng)時(shí)不對(duì)正常粘(nián)接(jiē)產(chǎn)生影響。Amplitude提(tí)供300ps - 微秒寬度，波(bō)形(xíng)可(kě)任意編(biān)程的(dí)MOPA激光(guāng)器Intrepid以(yǐ)及Agilite係列，能(néng)量覆蓋(gài)數(shù)百(bǎi)毫焦 - 焦耳量級，非常(cháng)適合(hé)LBI研(yán)究和LBI設(shè)備製(zhì)造(zào)；同時(shí)，配合Premiumlite 放大係統，可獲得更高(gāo)能量，實(shí)現(xiàn)大(dà)麵(miàn)積(jī)，高產率的(dí)激(jī)光粘(nián)接(jiē)檢測。

• 動態壓縮(suō)

X射綫衍射是研究(jiū)材料結(jié)構的(dí)重(zhòng)要(yào)方(fāng)法。在X射(shè)綫(xiàn)衍(yǎn)射測試中，對(duì)材(cái)料(liào)施加(jiā)外(wài)加的高壓(yā)，造(zào)成(chéng)材(cái)料應力(lì)，晶(jīng)格參數乃至(zhì)物(wù)相(xiāng)的(dí)變化(huà)，對研究材(cái)料(liào)的在(zài)壓縮(suō)過程中(zhōng)的應(yīng)力(lì)應(yīng)變狀態方程(chéng)，熔(róng)化，相(xiāng)變，聲(shēng)速(sù)，晶體(tǐ)結構，溫(wēn)度變化(huà)以及非(fēi)平(píng)衡(héng)動力學等等過程(chéng)有(yǒu)重要意(yì)義(yì)。

采(cǎi)用激(jī)光產生(shēng)衝擊(jī)波，在端(duān)的時間(jiān)內(nèi)壓縮材(cái)料，具備係列(liè)的優(yōu)勢
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• 超(chāo)快(kuài)速壓縮，體(tǐ)現與靜態壓(yā)縮不同的(dí)特(tè)性，尤(yóu)其是非平(píng)衡動(dòng)態過(guò)程(chéng)；
• 模(mó)擬(nǐ)地表(biǎo)無法實(shí)現的端(duān)高(gāo)溫和高(gāo)壓(yā)條件(jiàn)；
• 實現(xiàn)隻有(yǒu)在星體核心才(cái)會出現的奇異(yì)晶(jīng)態(tài)。

動(dòng)態壓縮(suō)X射綫(xiàn)衍射示意

大能(néng)量，高功率的(dí)脈(mài)衝激光(guāng)係統已經越來(lái)越(yuè)多的(dí)裝(zhuāng)配(pèi)於各地(dì)的同步輻(fú)射(shè)綫站，用於動態壓縮研究(jiū)。Amplitede提(tí)供 Intrepid (HE) 以(yǐ)及 Atilite (HE)係列(liè)，分(fēn)別(bié)適(shì)用於短脈衝和長脈(mài)衝需求(qiú)
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• 可編(biān)程的脈衝形狀(zhuàng)，模(mó)擬各種物理(lǐ)過程(chéng)；
• 高達(dá)數十焦(jiāo)耳的(dí)單(dān)脈衝能(néng)量，亞納秒(miǎo) - 微(wēi)秒(miǎo)解決方案(àn)；
• 可實現與脈(mài)衝光源同步，進(jìn)行(háng)時間(jiān)分辨(biàn)研究(jiū)；
• Nd:Glass 係統提供(gōng)直(zhí)達(dá)千(qiān)焦(jiāo)的(dí)潛力。