激光光學(xué)技術(shù)在民用項(xiàng)目中的應(yīng)用

　1、大口徑光學(xué)薄膜化學(xué)鍍膜技術(shù)

　　技術(shù)開發(fā)單位是中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所。該技術(shù)原為高功率激光器大口徑光學(xué)薄膜系列技術(shù)，主要包括：大口徑熔石英元件減反射膜、大口徑光學(xué)倍頻晶體保護(hù)膜、大口徑氟磷酸鹽玻璃減反射膜，涉及多孔氧化硅膜、有機(jī)無機(jī)雜化聚合物膜、氟化鎂膜、氧化鈦膜、氧化鋯膜等等。

　　利用一種簡(jiǎn)單的疏水改性方法制備了具有超級(jí)疏水性能的減反射薄膜，使膜的穩(wěn)定性大大提高。發(fā)明了一種利用有機(jī)鈦前驅(qū)體制備納米晶TiO2溶膠的合成路線，所得單層薄膜折射率達(dá)到1.9。以橋式聚倍半硅氧烷為前驅(qū)體，通過溶膠凝膠法制備了KDP晶體保護(hù)膜。通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，提出利用光學(xué)薄膜的多重分形譜預(yù)測(cè)其耐激光損傷能力。研發(fā)了有序介孔氧化硅減反膜，具有極好的光學(xué)減反射性能和耐摩擦性能。

　　技術(shù)特點(diǎn)：采用Sol-gel化學(xué)鍍膜方法在先進(jìn)國(guó)家已成為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，美國(guó)和法國(guó)曾投入大量經(jīng)費(fèi)開發(fā)這種技術(shù)，目前在大型激光器的高功率光學(xué)元件膜層涂制過程已開始使用這種工藝。國(guó)內(nèi)在這方面的研究起步較晚，且應(yīng)用只集中在很少幾類晶體元件上，總體上講，目前我國(guó)大口徑光學(xué)元件化學(xué)鍍膜的研究尚處于研發(fā)階段，與美國(guó)在該領(lǐng)域的水平有較大差距。

　　本系列技術(shù)立足于國(guó)內(nèi)原料，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專有技術(shù)，制備簡(jiǎn)單、基本不需要后處理、廉價(jià)、高性能，完全可以滿足光伏和集熱發(fā)電中的光學(xué)元件使用。

　　技術(shù)指標(biāo)：

　　普通減反膜：雙面膜透射率99.9%。

　　寬譜帶減反膜：減反譜帶寬300nm～550 nm，雙面膜平均透過率99.5%。

　　疏水減反膜：雙面膜透過率達(dá)99.9 %，接觸角120～165o。

　　耐摩擦減反射膜：一次成膜，避免后處理。雙面膜透過率達(dá)到98.5%，抗摩擦能力達(dá)到2.5 kg壓力下摩擦100次不損傷。

　　KDP晶體防潮保護(hù)膜：涂覆保護(hù)膜的KDP晶體透射率保持3個(gè)月不變（90%相對(duì)濕度），合成過程簡(jiǎn)單，不需要對(duì)膜層進(jìn)行任何后處理，一次成膜。

　　高反膜：最大可鍍層數(shù)已達(dá)29層，1064nm反射率達(dá)99.5%以上。

　　2、先進(jìn)激光焊接技術(shù)與裝備

　　技術(shù)開發(fā)單位是哈爾濱工業(yè)大學(xué)。激光焊接被國(guó)際公認(rèn)為“二十一世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ闹圃旒夹g(shù)之一”，它具有快速、大深寬比、低變形、適應(yīng)材料及結(jié)構(gòu)廣泛等優(yōu)良加工性能，已經(jīng)成為飛機(jī)和汽車提高安全性和結(jié)構(gòu)減重、飛行器實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化、船舶建造清潔及高效化、核電核燃料及電站建造可靠性增長(zhǎng)等重要制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)換代和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑。預(yù)計(jì)，未來十年是激光焊接技術(shù)應(yīng)用的黃金期，國(guó)內(nèi)制造領(lǐng)域?qū)夹g(shù)與裝備應(yīng)用的需求將以每年翻翻的速度增長(zhǎng)。

　　該項(xiàng)目利用先進(jìn)激光（包括：CO2、YAG、FIBER、DIODE）及激光-電弧復(fù)合熱源作為焊接熱源實(shí)現(xiàn)材料的焊接，采用數(shù)控機(jī)床或機(jī)器人實(shí)現(xiàn)焊接軌跡運(yùn)動(dòng)，采用視覺傳感或光電傳感實(shí)現(xiàn)焊接過程有效控制，利用專用焊接工裝夾具保證工件裝備和變形控制，通過中央控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)、機(jī)械、電氣、信息的處理和工藝與裝備一體化控制，滿足材料結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化、高品質(zhì)焊接，其主要產(chǎn)品為五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控激光加工系統(tǒng)、先進(jìn)激光機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)、厚大構(gòu)件激光與電弧復(fù)合焊接系統(tǒng)、特種環(huán)境（真空、水下、核環(huán)境）下遙控激光焊接系統(tǒng)。目前，已經(jīng)為航天企業(yè)提供10臺(tái)套五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控激光加工系統(tǒng)和先進(jìn)激光機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)，正在研制“國(guó)產(chǎn)C919大型客機(jī)整體機(jī)身焊接關(guān)鍵技術(shù)與裝備”、“AP1000三代核電站核燃料元件組件焊接關(guān)鍵技術(shù)與裝備”等國(guó)家重大科技專項(xiàng)任務(wù)。

　　技術(shù)特點(diǎn)：由于激光焊接過程復(fù)雜，質(zhì)量控制技術(shù)要求高，因此先進(jìn)激光焊接成套集成設(shè)備對(duì)工藝、控制、專用工裝等技術(shù)要求高，具有技術(shù)密集、非標(biāo)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，造成了國(guó)內(nèi)激光設(shè)備企業(yè)望而卻步局面，如國(guó)內(nèi)合資汽車廠大量使用的激光焊接設(shè)備基本來自國(guó)外，國(guó)產(chǎn)設(shè)備僅占全球的銷售額的2%左右。