基于LabVIEW的飞秒激光加工的自动控制系统设计

发布时间：2017-03-16 22:07

  本文关键词：基于LabVIEW的飞秒激光加工的自动控制系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着激光技术在加工制造业中的广泛应用,人们对微细加工的精度和效率的要求也越来越高。飞秒激光加工技术具有真三维、超分辨、热影响小、加工材料广泛等独特的优势,成为加工领域的前沿技术。为了实现高质量、高精度、高速度的微纳加工,本研究改进了原有的飞秒激光加工系统,增加了自动对焦光路,并行加工光路,并利用LabVIEW软件编写了整个系统的控制程序。本课题来源于国家自然科学基金重点项目(51275502),主要研究内容如下：将共焦显微技术引入到加工系统中,设计了飞秒激光加工自动对焦光路,分析了搭建的共焦显微系统的成像分辨率,采用仿真三维点扩散函数曲线的方法,得到激光能量阂值下的自动对焦精度为0.05μm。将空间光调制技术引入到加工系统中,搭建了一套全息并行加工系统。根据目标光场,设计相应的计算全息图,并将其加载到空间光调制器上实现对飞秒激光光束的灵活调制,可以得到具有较高清晰度的图案式加工结果。最后利用图形化软件LabVIEW编写了改进系统的控制程序。根据目标光场分布,采用G-S算法,利用MATLAB生成加工过程中所需要的计算全息图；通过对共焦显微镜、光闸和三维扫描台的控制,完成了光路的自动对焦；利用LabVIEW调用计算全息图,将其加载到空间光调制器上实现图案式加工；改变入射激光的波长,控制三维扫描台对加工区域搜索,利用共焦显微系统的光电倍增管可以读出样品的内部信息。本文改进的加工系统,实现了飞秒激光的自动对焦,全息并行加工,并利用LabVIEW将飞秒激光加工过程的各个环节进行了有效整合,可以应用到微纳加工领域,为高效率、高精度的激光加工技术的快速发展提供了一种有效的方法。
【关键词】：飞秒激光 自动对焦 空间光调制器 并行加工 图案式 LabVIEW
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN249;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 加工控制系统的研究现状12-15
• 1.2 全息加工的研究现状15-18
• 1.3 论文的主要研究内容安排18-20
• 第二章 系统的技术基础20-36
• 2.1 共焦显微技术的基本原理20-25
• 2.1.1 共焦显微系统的概述20-21
• 2.1.2 成像分辨率分析21-25
• 2.2 虚拟仪器技术概述25-32
• 2.2.1 虚拟仪器技术25-27
• 2.2.2 LabVIEW概述27-29
• 2.2.3 测量自动化管理器及数据采集卡介绍29-32
• 2.3 主要光学器件介绍32-35
• 2.3.1 飞秒激光光源32
• 2.3.2 光闸开关32-33
• 2.3.3 共焦显微系统33-34
• 2.3.4 三维扫描台34
• 2.3.5 空间光调制器34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 光路系统的搭建36-46
• 3.1 控制系统设计36-38
• 3.2 自动对焦光路设计38-43
• 3.3 全息并行加工系统设计43-44
• 3.4 全息并行加工概述44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 软件设计及加工结果分析46-73
• 4.1 总体软件设计46-47
• 4.2 软件设计47-70
• 4.2.1 预处理47-50
• 4.2.2 自动对焦界面50-56
• 4.2.3 加工界面56-64
• 4.2.4 读取界面64-70
• 4.3 加工过程与实验结果及分析70-72
• 4.3.1 图案式加工程序70-72
• 4.3.2 实验结果与分析72
• 4.4 本章小结72-73
• 第五章 总结与展望73-75
• 5.1 本文的主要工作总结与创新73-74
• 5.2 展望74-75
• 参考文献75-80
• 致谢80-81
• 攻读学位期间发表的学术论文目录81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;我国高效率太瓦级飞秒激光装置建成[J];光机电信息;2000年11期

2 王雷剑;张海峰;张骥;徐永生;;飞秒激光系统的运行和改进[J];中国原子能科学研究院年报;2005年00期

3 王亚伟;刘莹;卜敏;王立峰;;飞秒激光与生物组织作用原理及其应用[J];激光与红外;2008年01期

4 云中客;;利用飞秒激光粉碎病毒[J];物理;2008年04期

5 狄建科;周明;杨海峰;戴娟;;飞秒激光与生物细胞作用机理及应用[J];激光生物学报;2008年02期

6 何芝君;;飞秒激光在半透明物质中的微爆破及应用[J];文山师范高等专科学校学报;2008年03期

7 杨海峰;周明;狄建科;赵恩兰;蔡兰;;飞秒激光活细胞微手术研究[J];光电子.激光;2009年04期

8 ;飞秒激光术=安全“新视界”?[J];发明与创新(综合版);2009年09期

9 王丽;邱建荣;;飞秒激光在生物学领域的应用[J];激光与光电子学进展;2010年01期

10 席炜;;更快、更高、更强——飞秒激光[J];现代物理知识;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 魏志义;王兆华;田金荣;令维军;贾玉磊;张军;韩海年;王鹏;孙敬华;郑加安;张杰;聂玉昕;;飞秒激光功能扩展及精确控制[A];第六届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];2003年

2 曾绍群;;飞秒激光的声光扫描与神经活动观测[A];2006年全国强场激光物理会议论文集[C];2006年

3 徐楠;吴成印;吴志峰;梁青青;杨宏;龚旗煌;;分子的飞秒激光取向操纵[A];2006年全国强场激光物理会议论文集[C];2006年

4 蒋红兵;钟凤娇;龚旗煌;;分子取向对飞秒激光传输的影响[A];第八届全国光学前沿问题讨论会论文集[C];2009年

5 鲁欣;张U

本文编号：252396