[发明专利]一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备及方法

权利要求书

1.一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备，其特征在于，包括两个对 称设置的腔体(1)，两个腔体(1)上均设有若干用于设置激光器(3)的激 光入射口，且两个腔体(1)上的激光入射口关于两个腔体(1)的对称轴对 称设置；两个腔体(1)上相对的位置对称设有激光出射口，且两个腔体(1) 上的激光出射口通过腔体连接板(8)连通，腔体连接板(8)上固定有用于 夹持工件(4)的夹紧装置(5)，两个腔体(1)上的激光出射口处均设有能 够打开或关闭的挡板(7)，腔体(1)、腔体连接板(8)以及挡板(7)的内 侧均设有光子晶体结构材料(2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备，其 特征在于，工件(4)的表面贴有柔性贴膜(6)，柔性贴膜(6)的厚度为1～2mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备，其 特征在于，光子晶体结构材料(2)由GaAs与Al₂O₃周期排列组成，且光子 晶体结构材料(2)的底层为GaAs，表层为Al₂O₃。

4.根据权利要求3所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备，其 特征在于，GaAs的厚度为149nm，Al₂O₃的厚度为80nm，且光子晶体结构 材料(2)的结构周期为17。

5.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备，其 特征在于，腔体(1)为球形腔体。

6.根据权利要求5所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备，其 特征在于，腔体(1)的半径为1000mm，激光入射口的半径为2.5mm，激光 出射口尺寸为20mm×20mm。

7.根据权利要求5所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备，其 特征在于，两个腔体(1)上各设有三个激光入射口和一个激光出射口，其中 一个腔体(1)上三个激光入射口的方位为：天顶角60度，方位角0度；天 顶角120度，方位角120度；天顶角90度，方位角240度；激光出射口的方 位为：天顶角90度，方位角180度。

8.一种基于光子晶体混强场的激光冲击方法，其特征在于，采用权利要 求1所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击设备，包括以下步骤：

步骤一：根据待加工工件(4)的尺寸，确定激光出射口处的挡板(7) 的尺寸，挡板(7)的尺寸大于工件(4)待加工面的尺寸；

步骤二：在工件(4)的待加工面贴上柔性贴膜(6)；

步骤三：用夹紧装置(5)将待加工面贴有柔性贴膜(6)的工件(4)固 定在激光冲击设备中；

步骤四：根据待加工工件(4)材料特性确定激光器(3)的参数；

步骤五：关闭挡板(7)，打开所有激光器(3)；

步骤六：经过充能时间t₁后，打开挡板(7)，对工件(4)进行双面整 体激光冲击。

9.根据权利要求8所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击方法，其 特征在于，激光器(3)的参数包括：波长1064nm，脉宽10～30ns，激光脉 冲能量5～25J，光斑直径5mm。

10.根据权利要求8所述的一种基于光子晶体混强场的激光冲击方法， 其特征在于，充能时间t₁为80～100s。