l  激光光斑能量分布類型

從激光器景光纖傳輸輸出的未經(jīng)整形勻化激光，其焦點(diǎn)光斑能量分布大致可分為三類：高斯型分布、平頂分布、類平頂型分布（介于高斯分布于平頂分布之間）。

在以光纖傳輸?shù)募す饧す馄黝愋椭?，光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器輸出的激光光斑能量分布為平頂型（以德國(guó)laserline半導(dǎo)體激光器為主要代表），比較適合于激光表面處理應(yīng)用（激光熔覆、淬火、加熱等）；單模、多模純光纖激光器輸出的激光能量分布高斯分布（如IPG、銳科等廠家的光纖激光器），比較適合于激光切割、焊接應(yīng)用；而國(guó)內(nèi)目前大部分的半導(dǎo)體激光器采用的技術(shù)方案為光纖合束的技術(shù)方案，其輸出的激光能量分布為類平頂光分布。

在高斯光束輪廓中，高于應(yīng)用要求的強(qiáng)度閾值的過剩能量，和其外部或兩翼中低于閾值要求的能量，都被浪費(fèi)掉了，同時(shí)因?yàn)楦咚构庵行哪芰窟h(yuǎn)高于材料閾值，可能導(dǎo)致中心出現(xiàn)過熔、過度燒結(jié)、過度稀釋等現(xiàn)象。

高斯光束的兩翼也可能損傷目標(biāo)區(qū)域以外的周圍區(qū)域，從而擴(kuò)展熱影響區(qū)。

l  平頂分布在激光表面處理方面的優(yōu)勢(shì)：

與高斯光束相比，平頂光束輪廓中沒有兩翼，但具有較陡的邊緣過渡，因此能量傳輸效率更高，并且熱影響區(qū)更小。與高斯光束相比，平頂光束的能量能夠更清晰地包含在給定區(qū)域中，獲得更為均勻的能量分布，降低熱影響區(qū)及對(duì)母材的沖擊。例如：在激光熔覆、淬火、加熱等方面，特別是高敏感材料的激光熔覆，其優(yōu)勢(shì)更為明顯。

l  激光器選型

結(jié)合激光淬火的原理及特點(diǎn)，根據(jù)模具淬火對(duì)表面損傷度及淬硬深度的要求，激光器光源應(yīng)選擇光斑為平頂型能量分布的激光器，即光纖耦合半導(dǎo)體激光器，可以獲得更高功率更深淬火硬化層深度度及更小的表面損傷。

n  光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)   采用簡(jiǎn)單的模塊化設(shè)計(jì) (低成本)

2)   高光電轉(zhuǎn)化率(高至45%) —低運(yùn)行成本

3)   高運(yùn)行可靠度。

4)   激光能量分布為平頂型。在激光淬火時(shí)，光斑能量分布均勻，同時(shí)其對(duì)母材的表面損傷小。

5)   能量平頂分布，使加工過程中材料受熱更均勻

①  淬火----表面均勻受熱，可滿足更深淬硬層需求。

②  熔覆----表面效果更好，不存在過熱區(qū)域 長(zhǎng)時(shí)間的熔覆過程更加穩(wěn)定

③   熔焊----焊縫飽滿，強(qiáng)度高

④   釬焊----焊絲熔化均勻，連接部位預(yù)熱好

6)   能量高斯分布，由于中心能量密度高，四周能力密度低，在進(jìn)行＞0.3mm以上淬硬層深度的淬火工藝時(shí)，可能導(dǎo)致表面微熔。