下一代激(jī)光加工的研發和應用:
光束形狀控製、偏振光束控製、熱分佈成像、激光光源改進

激光加工技術(shù)的發展(zhǎn)令人矚目,使用領域不斷擴大,例如汽車和燃料電池,有望(wàng)在未(wèi)來應(yīng)用於生物材料和晶體材料。 作為一種(zhǒng)加工方法,它有廣泛的應用,例如切割、焊接、鑽孔、開槽和表麵改性。 另一方麵,近年來,當加工應用多樣化時(shí),對激光(guāng)加工(gōng)的需(xū)求不僅限於加工速度。 例如,每(měi)個(gè)領域都存在許多新問題,例如提高切割中的切割表麵質量和減少焊接中的(de)飛濺,解(jiě)決這些問(wèn)題的研究開發正在(zài)快速進行。 除了常規波長、光學係統和輔助氣體外,激光束形狀和偏振分佈(bù)控製是這些加工精度相關問題的重要因素。 特別是目前正在引入的光纖激光加工遇到了切割表麵(miàn)的粗糙度(dù)、碎屑、清晰度和錐形等問題,需要一種新的光學方法。
人(rén)們越(yuè)來越(yuè)期待“偏振控製技(jì)術”作為同時實現激光加工速度和光束質(zhì)量(liàng)的手段。 這是因為眾所周知,通過控製激光偏振軸,可(kě)以控(kòng)製局部吸收,並且可以改(gǎi)變加工零件的形狀並提高切割速度。 在 CO2 激光器的情況(kuàng)下,通過將偏振改為圓偏振,消除了加工部件形狀的各向異性(xìng),但偏振技(jì)術的好處並不止於此。 例如,通過(guò)使用(yòng)基於波前控製原理(稱為 Pancharatnam-Berry 相位)的不同偏(piān)振軸空間(jiān)模式的元件(jiàn),可以實(shí)現高精度光束整形。 在無濺射焊接等領域,控製光束形狀(中心光束 + 環形光束)以防止因飛濺而引起(qǐ)火災和加工表麵粗糙,此類研究和應用正(zhèng)在擴大。

使用光子晶體進行光束整(zhěng)形示例:將高斯分佈塑造成甜甜圈(quān)形狀

通過光子晶體(tǐ)控製偏振分佈示例:將均勻的圓偏振分佈轉換為輻射線性偏振分佈
傳統(tǒng)上(shàng),DOE、非球麵透鏡(Axicon 等)、空間光調(diào)製器、均質器和場映(yìng)射等技術已被提議作(zuò)為光束控製方法,但在許多情況下,從(cóng)光束(shù)形狀、波段和光牢度的(de)角度來看,它們的使用受(shòu)到限製。 存在一個問題,無法滿足近年來的快速發展需求。 此外,為了開發提高光束質量(liàng)的技術,不僅需要(yào)開發光束形狀、波前控製和偏振(zhèn)成分的控製方法,還需要構建最佳光學係統以確認加工效果。 我們(men)擁有自(zì)己的偏振光束整形技術,這使我們能(néng)夠提供高(gāo)精度的光(guāng)束控(kòng)製元(yuán)件。 此外(wài),我們實現了從元(yuán)件設計到製造的一貫內部生產,並提(tí)供快速響應激光(guāng)加工領域多樣化需求的專有技術、原型製作和(hé)批量生產服務。
此外,我們擁有使用高速相機的可視化、使用(yòng)紅外相機的熱量分佈以及使用偏振相機的內部駐留應力(lì)評(píng)估技術來(lái)評估激光加工性能,我們將通過提供包括提供光學元件及其評估在內的集(jí)成解決方案,為(wéi)提高激光(guāng)加工精度做出貢獻。

激光焊接中工件材料的溫度分佈

用於熔池的高速熱成像
CO2激光焊接的高速(sù)攝像視頻
原文鏈接:
https://www.photonic-lattice.com/solution/ultra-precision-micro-laser-processing/




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