纳秒脉宽Nd:YAG激光冲击强化激光器的研制及分析

针对近年来发展的提高工件疲劳寿命的激光冲击强化技术,采用一级谐振级8级放大级的系统结构和模块化设计方法,研制出了激光冲击强化用大能量、短脉宽、高频率的Nd:YAG脉冲固体激光器,分析了激光器的设计方案、激光光路布置特点,并对其技术指标进行了测试。在预热20 min后、环境温度变化小于2 °C的情况下,单脉冲最大输出能量达25 J,能量不稳定度小于3%,脉宽在16~20 ns范围内连续可调,脉宽不稳定度小于±1 ns,光束发散角不超过2.5 mrad,重复频率达5 Hz。为进一步验证激光器的性能,对TC4钛合金进行了激光冲击强化试验,大幅度提高了TC4钛合金试件表面的残余压应力,测试和试验结果均表