研究目的
研究光学相干断层扫描(OCT)技术在聚合物和半导体激光透射焊接焊缝及焊点质量定性评估中的应用,旨在以无损质量控制方法替代破坏性检测。
研究成果
光学相干断层扫描(OCT)有望成为聚合物制造业中激光连接工艺无损质量控制和在线过程控制的多功能强大工具。新型光源或多波长OCT方法可能解决当前存在的局限性。
研究不足
由于折射率的隐匿性变化,热影响区可能无法通过光学相干断层扫描完全检测。增强聚合物中的高散射效应限制了穿透深度。半导体上的金属化表面无法被近红外或中红外波长的光穿透。
1:实验设计与方法选择:
采用商用扫频光学相干断层扫描系统(Thorlabs OCS1300SS)进行测试测量。该系统中心波长为1325 nm,光谱带宽100 nm,在空气中提供12 μm的轴向分辨率,配合内置扫描透镜(Thorlabs LSM03)实现15 μm的横向分辨率。
2:样本选择与数据来源:
样本包括汉诺威激光中心合作团队生产或提供的聚合物、纤维增强塑料及半导体器件。
3:实验设备与材料清单:
OCS1300SS OCT系统(Thorlabs)、LSM03扫描透镜(Thorlabs)、平衡光电探测器、用于数值k空间重采样的k时钟、14位数字化仪、图像处理软件ImageJ。
4:实验流程与操作规范:
将样本置于扫描透镜下方的载物台上,视场范围(FOV)设置为6×6×3 mm3。通过平衡光电探测器检测OCT信号,并使用"Thorlabs扫频光学相干断层扫描成像系统"2.3.0版本进行信号评估。
5:0版本进行信号评估。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用ImageJ软件处理图像,应用最大强度投影(MIP)、二值化、中值滤波及边缘查找算法确定焊缝轮廓。
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