合作案例 | 多路激光精密测量及锆合金表面微结构制造

案例简介

企业面临的实际问题

多路高能激光系统的透过率、波前、焦斑、脉冲同步等关键参数是决定焦点处激光作用效果的重要指标，目前没有用于大尺寸多路高能激光的商用测量装置，现有手段通过各路分光后间接测量等效最终焦点处效果，测量方式不直接导致可信度下降。

解决方案

团队分别提出了双通道共光路差分光功率波动抑制、焦点共轭光脉冲同步测量、焦斑波前分时复用测量等新方法，通过研制专用测量设备，实现在焦点处直接精确测量，最终提升了多路高能激光在焦点处的控制效率和精度。

案例亮点/优势

国内首次实现48路高能激光4项关键参数焦点处在线精密测量，在某国家重大工程装置的实际应用中，高能激光焦点处控制核心参数和效率显著提升，30倍衍射极限焦斑能量从80%提升至95%，脉冲同步时间（PV值）从70ns提升至30ps，保障了某国家重大工程装置成功达到预期目标。

案例简介

企业面临的实际问题

某所在应用于两相流换热应用场景的锆合金表面微结构的生产实践中，遇到锆合金表面微结构制造困难和应用性能无法验证的问题，要求采用微压印、微铣削等5种加工方法制造锆合金表面微结构，包括微方柱阵列、微沟槽阵列和涂层等，并进行表面接触角和临界热流密度等13种应用性能测试。

解决方案

团队通过搭建微压印、微滚压、微铣削、飞秒激光和涂层制造设备，基于Deform和Abaqus等有限元仿真优化锆合金表面微结构制造工模具和工艺参数，提高锆合金表面微结构成形质量和结构稳定性，研制耐高压结构冲刷设备、润湿耐久性测试设备和临界热流密度测试设备等应用性能测试装置，帮助企业解决难变形锆合金表面微结构精密加工和热工应用性能测试问题。

案例亮点/优势

团队制造的锆合金表面微结构典型尺寸0.1mm～0.3mm，实现了锆合金表面超亲水转变和汽-液相变，接触角低于6°，临界热流密度达到239.1kW/m2，提升了22%。