下一代激光加工的(de)研發和應用:
光束形狀控製、偏振光束控製、熱(rè)分布成像、激光光源(yuán)改進

激光加工技術的發展令人矚目(mù),使用領域不斷擴大,例如汽(qì)車和燃料電池,有望在未來應用於生物材(cái)料和晶體材料。 作為一種加工方法,它有廣泛的(de)應用,例(lì)如切(qiē)割、焊接、鑽孔、開槽和表麵(miàn)改性。 另一方麵,近年(nián)來(lái),當加工應用多樣化時,對激光加工(gōng)的需求不僅限於(yú)加工速度。 例如,每個(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(jiǎn)少焊接中(zhōng)的飛濺,解決這些問題的研究(jiū)開發正(zhèng)在快速進行。 除(chú)了常規波長、光學係統(tǒng)和輔助氣體外,激光束形狀和偏振分布控製是這些加工精度相關(guān)問題(tí)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的粗糙度、碎屑、清晰度和錐形等問題(tí),需要一種新的光學方法。
人們越來越期待(dài)“偏振控製技術(shù)”作為同時實現激光加工速度和光束質量的手段。 這(zhè)是因為眾所(suǒ)周知,通(tōng)過控製激(jī)光偏振軸,可以(yǐ)控(kòng)製局部吸收,並且可(kě)以改變加工零件的形狀並(bìng)提高切割速度。 在 CO2 激光(guāng)器的情況下,通過將偏振改為圓偏振,消除(chú)了加工部件形狀的各向異性(xìng),但偏振技術的好處並(bìng)不止於此。 例如,通過使用基於波前控製原理(稱為 Pancharatnam-Berry 相位)的不同偏振軸空間模式的(de)元件,可以實現高(gāo)精度(dù)光束整形。 在無濺射焊接(jiē)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(yǐn)起火災和(hé)加工表麵粗糙,此類(lèi)研(yán)究和應用正在(zài)擴大。

使用光子晶(jīng)體進(jìn)行光束整形示例:將高斯分布塑造成甜甜圈形狀

通過光子晶體控製偏振分布示例:將均(jun1)勻的圓偏振分布轉換(huàn)為輻射(shè)線性偏振分布
傳統上,DOE、非球麵(miàn)透鏡(Axicon 等(děng))、空間光調製器、均質器和場映射等技術(shù)已被提議作為光束控製方法,但在許多情況下,從光束形狀、波段和(hé)光牢度的(de)角度來看,它(tā)們的使用受到限製。 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的技術,不僅需(xū)要(yào)開發光束形狀、波前控製和偏振成分的控製方法,還需要構(gòu)建最佳光(guāng)學係統以(yǐ)確認加工效果。 我們擁有自(zì)己的偏振光束(shù)整形技術,這使我(wǒ)們(men)能夠提供高精度的光束控製元件。 此外,我們實(shí)現(xiàn)了從元(yuán)件設計到製造的一貫內部生(shēng)產,並提供快速響應激光加工領域(yù)多樣(yàng)化需求的專有技術、原型製作和批量生產服務。
此外,我們擁有使用高速(sù)相(xiàng)機的可視化、使用紅外相機的熱量分布以及使用偏振(zhèn)相機的內部駐留應力評估技術來評估激光加工性能,我們(men)將通過(guò)提(tí)供包括提供光(guāng)學元件及其評(píng)估在內的集成解決方案,為提高激光加工精度做出(chū)貢獻。

激光焊接中工件材料的溫度分布

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




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