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技術前沿

中國科學院上海光機所在激光層析燒蝕去除/表征亞表麵缺陷研究中取得新進展

fun88网页下载 來源:中國科學院上海光機所2024-04-24 我要評論(0 )   

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...

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。


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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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圖2 激光層析燒蝕多物理場模型

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圖3 亞表麵缺陷演變規律


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