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

激光加工技術的發展令人矚目,使用(yòng)領域不(bú)斷擴大,例如汽車和燃料電池,有望在未來應用於(yú)生物材料和晶體(tǐ)材料。 作為一種加工方法,它有廣泛的(de)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(dāng)加工(gōng)應用多樣化時,對激光加工的需求不僅限於加工(gōng)速度。 例如,每個(gè)領域都存在許多新問題(tí),例如提高切割中的切割表麵質量(liàng)和減少焊接中的飛濺(jiàn),解決這些問題(tí)的(de)研究開發正在快速進(jìn)行。 除了(le)常規波長、光學係統和輔助氣體外,激光束形狀和偏振分佈控製是這些(xiē)加工精度相關問題的重要因素(sù)。 特別是目前正在引入的(de)光纖激光加工遇到了切割表麵的粗糙度(dù)、碎屑、清晰(xī)度和錐(zhuī)形等問題,需要一種新的光學方法。
人(rén)們越來越期待“偏振控製(zhì)技術”作為同時實(shí)現激光(guāng)加工速度和光束質量的手段。 這是因為眾所(suǒ)周知,通過控製激光偏振軸,可以控製局(jú)部吸收,並且可(kě)以改變加工零(líng)件(jiàn)的形狀並提高切割速度。 在 CO2 激光器的情況下,通過將偏振改為圓偏振,消除了加工部件形狀的各向異性,但偏振技術的好(hǎo)處並不止於此。 例如(rú),通過使用基於波(bō)前控製原理(稱為 Pancharatnam-Berry 相位)的不同(tóng)偏振軸空間模式的元件(jiàn),可以實現高(gāo)精度光束整形。 在無濺射焊接等領(lǐng)域,控製光束(shù)形狀(中心光束 + 環形光束)以防止因飛(fēi)濺而引起火災和加工表麵粗糙,此類研(yán)究和應用正(zhèng)在(zài)擴大。

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

通過光子晶體控製偏振分佈示例:將(jiāng)均勻的圓偏振分佈轉換為輻射(shè)線性偏振分(fèn)佈
傳統上,DOE、非球麵透鏡(Axicon 等(děng))、空間光調(diào)製器、均質器和場映射等技術已被提議作為光束控製方法,但在許多情況下,從光束形狀、波段和光牢(láo)度的角度來看,它們的使用受到限製。 存在一個問題,無法滿(mǎn)足近年(nián)來的快(kuài)速發展需(xū)求。 此外,為了開發提(tí)高光束質(zhì)量的(de)技術,不僅需要開發光束形狀、波前控製和偏振成分的(de)控製方法,還需要構建最佳光學(xué)係統以確認(rèn)加工效果。 我們擁有自己(jǐ)的偏振光束整形(xíng)技術,這(zhè)使我們(men)能夠提供高精度的光束控(kòng)製元件。 此外,我們實現了從元件設計到製造(zào)的一貫內部生產,並提供快速響應激光加(jiā)工領域多(duō)樣化需求的專有技(jì)術(shù)、原型製(zhì)作和批量生產服務。
此外,我們擁有使(shǐ)用高速(sù)相機的可視化、使(shǐ)用(yòng)紅外(wài)相機的(de)熱量分佈以及使用偏振相機的內部駐留應力評估技術來評估激光加工性能(néng),我們將(jiāng)通過提(tí)供包括提供光學元件及其評估在內的集成解決方案,為提高激光加工精度做出貢獻。

激光(guāng)焊接中(zhōng)工件材料的溫度(dù)分佈

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




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