近期,中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術與(yu) 工程部研究團隊在激光層析燒蝕去除並表征亞(ya) 表麵缺陷研究中取得進展。研究首次揭示了亞(ya) 表麵缺陷在激光逐層燒蝕下的演化規律。相關(guan) 研究成果以“Evolution mechanism of subsurface damage during laser machining process of fused silica”為(wei) 題發表於(yu) Optics Express。
伴隨著現代光學技術的發展,熔石英元件紫外激光誘導損傷(shang) 問題嚴(yan) 重製約了高功率激光係統的發展。目前接觸式研拋工藝不可避免地會(hui) 產(chan) 生亞(ya) 表麵缺陷,且難以被後處理完全去除,這嚴(yan) 重縮短了熔石英元件使用壽命。與(yu) 此同時,傳(chuan) 統的亞(ya) 表麵缺陷檢測方法隻能對局部信息進行間接測量,難以表征深亞(ya) 表麵缺陷。
圖1 亞(ya) 表麵缺陷預製及激光層析燒蝕表征亞(ya) 表麵缺陷過程 在之前的研究中【Light: Advanced Manufacturing 4(3), 181-194 (2023), Optics Express 31(22), 36359-36375 (2023)】,研究團隊基於(yu) 微秒脈衝(chong) 激光低應力均勻燒蝕技術提出了激光層析燒蝕表征亞(ya) 表麵缺陷的方法,並將其耦合到材料快速去除過程中,實現了對亞(ya) 表麵缺陷深度、分布等信息的定量獲取及有效去除。 在本項工作中,研究人員建立了考慮光場調製的激光層析燒蝕多物理場模型,並采用飛秒激光預製了不同形貌的亞(ya) 表麵缺陷,準確預測亞(ya) 表麵缺陷深度數值,揭示亞(ya) 表麵缺陷在激光逐層燒蝕下的演化規律,並提出亞(ya) 表麵缺陷深度演變的三個(ge) 階段。這表明采用本方法不會(hui) 導致亞(ya) 表麵缺陷的延伸,從(cong) 而驗證了利用激光層析燒蝕去除並表征亞(ya) 表麵缺陷的可行性與(yu) 準確性。 


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