基于多焦点阵列的动态激光并行加工

发布时间：2021-01-30 09:26

　　为了提高激光并行加工中多焦点阵列的均匀度及可操控性,基于物镜聚焦系统的矢量傅里叶变换特性,设计了一种矢量迭代优化相位算法。基于此算法,可以制备具有高均匀度的多焦点阵列,且阵列中每个焦点的空间位置可精确调控。数值模拟与实验结果表明,优化出的相位可以用来制备具有高均匀度的多焦点阵列。利用自主搭建的基于空间光调制器的飞秒激光加工系统,以金膜为例,验证了激光并行加工的可行性。实验结果表明,利用所提算法,可以实现具有任意排列结构的多焦点阵列的并行激光加工。利用动态加载相位图的方式,可以实现动态扫描加工。 

【文章来源】：光学学报. 2020,40(10)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

多焦点阵列的均匀度随着迭代次数的变化曲线

利用本文提出的优化算法,还可以设计具有任意排列结构的多焦点阵列,并用于特殊排列结构的并行加工。为了验证有效性,设计了由大量焦点组成的“鲁”、“东”、“大”、“学”四个字,并进行飞秒激光加工实验。图8(a)为优化设计出的“鲁”、“东”、“大”、“学”四个字对应的相位图像,其中模拟设计参数为:入射波长λ=400 nm,物镜数值孔径NA= 0.25,实际焦场中字体大小约为400λ。图8(b)为实验中CCD记录的“鲁”、“东”、“大”、“学”四个字对应的物镜焦平面上的光强分布。可以看出,产生了光斑呈均匀分布的非正交排列的多焦点阵列。利用此光斑阵列加工金膜,加工结果如图8(c)所示。由加工结果可以看出,每个加工结果均可以很好地与设计结果相匹配,该矢量G-S迭代优化相位算法能够实现具有任意排列结构的多焦点阵列的并行激光加工。图8 具有任意形状结构的多焦点阵列的并行激光加工实验

矢量光场聚焦示意图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3008665