發(fā)布時間：2024-06-11 05:19

　　針對飛秒激光振鏡加工系統(tǒng)中聚焦透鏡焦深短等原因?qū)е挛⒖准庸ど疃炔蛔愕膯栴},提出了一種基于高損傷閾值空間光調(diào)制器加載菲涅爾透鏡相位進(jìn)行焦點(diǎn)軸向調(diào)控的加工方法 .通過加載不同焦距的菲涅爾透鏡相位圖,控制焦點(diǎn)以100μm為間隔進(jìn)行焦點(diǎn)軸向位移,隨著加工深度的增加控制焦點(diǎn)向下移動,并開展了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)加工和測試.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用該方法在保證高加工質(zhì)量的前提條件下,在厚度為2 mm的不銹鋼樣件上實(shí)現(xiàn)了直徑約為330μm的微孔加工.該方法開辟了二維振鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)超深微孔加工的新探索,在激光加工領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景.

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【部分圖文】：

圖1基于高損傷閾值空間光調(diào)制器微孔加工光路圖

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示，實(shí)驗(yàn)所采用的光源為摻Y(jié)b介質(zhì)飛秒激光器（LightConversion，立陶宛），中心波長為1030nm，脈寬為200fs，最大功率為20W，最大單脈沖能量達(dá)到0.2mJ，重復(fù)頻率采用200kHz.激光光束經(jīng)擴(kuò)束系統(tǒng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后，變?yōu)闇?zhǔn)直高斯光束，....

圖2焦點(diǎn)移動至不同位置處的焦斑半徑

當(dāng)SLM未加載任何相位圖時，其經(jīng)聚焦鏡聚焦后焦深Δf為[21]在焦深范圍內(nèi)，光斑半徑和能量分布基本保持一致，因此以小于焦深大小的某一尺寸作為步進(jìn)間隔均可用于加工，通過對其焦深尺寸判斷，Δz取值間隔小于200μm即可，為了方便操作本實(shí)驗(yàn)中將步進(jìn)間隔設(shè)置為100μm.以±2mm為例....

圖3菲涅爾透鏡相位圖（單位：m)

在焦深范圍內(nèi)，光斑半徑和能量分布基本保持一致，因此以小于焦深大小的某一尺寸作為步進(jìn)間隔均可用于加工，通過對其焦深尺寸判斷，Δz取值間隔小于200μm即可，為了方便操作本實(shí)驗(yàn)中將步進(jìn)間隔設(shè)置為100μm.以±2mm為例，通過計(jì)算得出不同Δz情況下，所需添加的菲涅爾透鏡的焦距f如表....

圖4焦點(diǎn)移動至不同位置的光強(qiáng)分布

圖3菲涅爾透鏡相位圖（單位：m)1.3實(shí)驗(yàn)過程

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