李世涛，田明，高雪峰，王菲，曹晨鸣

（长春理工大学 光电工程学院，长春 130022）

近几十年来，随着中国航空航天事业的迅猛发展，光固化壳体成型技术以其压倒性的优势已成为当今世界的主流技术，欧美等发达国家都已相继研制出大型的壳体铺放设备并已投入工业、国防等相关领域[1]。本次研究，采用一种全新的技术－激光固化壳体成型技术取代了传统的电加热式壳体成型技术，使成型效率更高、产品质量更高。

在激光固化成型技术中，激光光束的整形和准直技术是研究重点，激光光束所形成的光斑能否达到技术要求，直接影响着产品的质量和生产速率[2]。为此，本文对激光光束的整形和准直系统进行了设计和实验，以解决了激光加热固化壳体成型技术中的关键难题。

1 激光器的选择和参数

1.1 激光器的选择

通过对复合材料的熔点和激光器本身的优劣势等诸多分析[3]，最终选用3个bar条的半导体激光器，每个bar条的长度为1cm，宽度为10μm，最高功率可以达到500W。

1.2 参数要求

经过准直聚焦后快轴发散角小于光斑尺寸参数为：12～20mm×6～10mm；激光光束快轴发散角为4°～5°、慢轴发散角为3°～4°。

2 激光器整形和准直原理

由于半导体激光器光束的发散特点即快慢轴的发散角不同[4]，快轴可以达到40°而慢轴为10°到15°，所以造成出射的光束为能量分布不均匀的椭圆形光斑，因此主要对快轴（Y轴）和慢轴（X轴）进行准直[5]如图1所示。首先利用三个柱面镜分别对每个bar条的快轴进行准直，由于每个bar条都包含19个发光单元，所以再应用微柱面镜阵列分别对每个发光单元的慢轴进行准直，最后应用一片柱面镜对整形过的光斑进行会聚[6]。……