在激光技术日新月异的今天，激光切割已进入5万瓦级应用时代，而激光焊接却仍停留在万瓦以下的水平。
特别是在高功率激光深熔焊接过程中，焊接缺陷如飞溅、气孔、裂纹等问题频现，限制了高功率激光焊接技术在船舶、核电等高端制造领域的应用。目前，高功率激光焊接领域中，已经证实点环光斑焊接可有效减少这类焊接缺陷。
要实现点环光斑输出，通常使用基于特殊光纤特殊结构的点环光纤激光器，但同等功率情况下点环光纤激光器价格远高于普通光纤激光器，并且光斑分布模式有限，只能输出预设的几种光斑分布模式，无法输出其他光斑分布模式。
为了解决这一技术难题，湖北光谷实验室、华中科技大学光电学院双聘教授秦应雄带领团队提出了一项革命性的技术解决方案——点环光斑光学系统。
技术原理
秦应雄团队创新性地提出了基于外光路整形的三维光场调控方案，研发了基于普通激光器的点环光斑光学系统，设计更灵活三维光场分布，通过一块自由曲面铜反射镜，实现准直、聚焦、整形三种功能，简化了光路结构，降低功率损耗。
让普通激光器实现点环光斑输出，点环能量比例、环大小、点环焦平面位置、环类型（汇聚环或发散环）等参数可根据要求设计，以适应复杂工况要求，属国际首创。
能更灵活应对焊缝裂纹气孔、飞溅控制、异种金属的焊接等诸多难题。
技术优势
点环光斑光学系统的核心优势在于其独特的三维光场调控能力。
该技术通过反射式三维深度可调点环激光反射镜和相应的激光焊接装备，将负离焦高斯模式激光的深熔焊特性和环模激光的抑制气孔特性相结合，实现了焊缝深度和气孔率的双重提升。
在10kW的激光总功率下，点环功率比为8:2的高斯-环模激光所获得的焊缝深度达到14.5mm，气孔率达到1.2‰，相较于同等功率的纯高斯模式激光，焊缝深度提升17.5%，气孔率下降99%。
此外，该技术还适用于20kW、30kW等高功率焊接头，实现了高质量的熔深焊接。
该技术还具有灵活性高、适用范围广等特点，能够满足不同领域和不同材料的焊接需求。
应用场景
点环光斑光学系统凭借其卓越的技术优势，在船舶、核电、动力电池等高端制造领域具有广泛的应用前景。
船舶制造
在船舶制造中，该技术可实现大型船体结构的精确焊接，提高焊接质量和效率。
核电领域
在核电领域，点环光斑光学系统可用于核反应堆的精密焊接，确保焊接过程的安全性和稳定性。
动力电池生产
在动力电池生产中，该技术可实现电池壳体的高效焊接，提升电池的性能和安全性。
点环光斑光学系统是一项具有革命性的高功率激光焊接技术解决方案。它凭借独特的技术原理、卓越的技术优势和广泛的应用前景，必将在激光焊接领域掀起一场技术革命。我们期待这一技术能够早日实现产业化应用，为高端制造领域的发展注入新的活力。
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