赵林杰^1,2、程健¹、陈明君¹、袁晓东²、廖威²、刘启¹、杨浩¹、王海军²

¹哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨，中国

²中国工程物理研究院激光聚变研究中心，绵阳，中国

论文简介：

传统机械加工方法引入的表面缺陷在高功率激光辐照下易产生不可逆的激光损伤，从而降低熔石英光学元件在高功率激光装置中的高使役性能。和传统的机械加工方法相比，激光抛光可形成光滑无损表面，因此激光抛光在光学元件的加工中得到了越来越广泛的应用。本研究致力于揭示多光斑耦合、高能量密度激光抛光下光滑无损表面的形成机制。通过数值仿真模拟揭示了激光抛光的表面形成机制，并在实验中进行了验证。仿真计算的激光抛光深度以及抛光后形成的表面形貌和实验结果吻合较好。为了进一步优化激光抛光后的表面质量，对激光抛光参数（如光斑重叠率、脉冲宽度和抛光次数）进行了优化。结果表明，CO₂激光抛光的面加工效率可达到8.68mm²/s，并且抛光后的表面粗糙度优于25nm。此外，激光抛光有效去除了熔石英元件磨削过程中引入的微裂纹等缺陷，形成无损表面，并且激光抛光的纵向去除率可达3.88μm/s，其去除率远大于传统机械抛光加工方法。CO₂激光快速抛光可快速实现光滑无损表面加工，对提升高功率固体激光装置用熔石英元件的加工表面质量具有重要意义。

作者简介：

陈明君教授入选国家“万人计划”-科技创新领军人才、“科技部中青年创新领军人才推进计划”、“教育部新世纪人才支持计划”，是黑龙江省青年科技奖获得者。长期从事超精密与微纳米制造技术等方面的研究工作，揭示了KDP、LiF、熔石英等光学元件超精密加工与微纳米制造时的材料去除机理，攻克了这些难加工材料在国防尖端装备中作为核心零件时加工工艺与加工装备等方面的技术难题，研究成果已在我国激光聚变装置、聚变打靶科学试验、长寿命卫星导航定位、空间武器信号探测等中得到了实际应用，为我国国防、航空航天、聚变能源等领域的尖端装备研制做出了重要贡献。主持国家重点研发计划、NC重大专项、“863计划”重点项目、国家自然科学基金、总装预研等主要科研项目30余项。近年来，获部/省级自然科学一等奖2项、二等奖2项；申请国家发明专利50余项，已授权40项；主参编教材5部；发表高水平科研论文180余篇，其中SCI检索80余篇，EI检索140余篇，被国内外文献他引3000余次。主要学术兼职：全国高校制造技术与机床研究会常务理事、东北分会副理事长兼秘书长，黑龙江省生物医学工程学会理事，是《International Journal of Machining and Machinability of Materials》、《American Journal of Engineering and Applied Science》、《Chinese Journal of Engineering》、《Nanotechnology and Precision Engineering》等国际杂志编委。

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