摘要：介绍了一种大功率激光加工用新型宽带光斑成形抛物面镜的设计原理和实验结果。根据几何光学原理，采用光线追迹的方法对该抛物面镜的光斑进行分析，证明通过抛物面镜反射聚焦后，能够将原始圆形激光束整形为光强分布均匀的窄条形光斑。并利用该新型抛物面镜及横流CO2激光器，对45^#钢进行了激光相变硬化研究，测量了淬火带尺寸和淬硬层深度，并对硬化层形貌及其金相组织进行了观察和分析。结果表明，当激光器输出功率为3kW，窄条光斑长度12mm，扫描速度15mm／s时，该45^#钢淬硬层硬度值可达540-580HV0.3,是非淬硬层的3．5～4倍。淬硬层深度约为1mm，单道淬火宽度10mm以上，硬化层分布均匀。

关键词：激光技术 新型宽带光斑成形抛物面镜 光线追迹 激光相变硬化 

单位：华中科技大学光电子科学与工程学院 湖北武汉430074 华中科技大学温州先进制造技术研究院 浙江温州325003