研究目的
研究平顶型和 高斯型强度分布的CO2激光对磨制熔融石英表面的平滑效应。
研究成果
实验与模拟表明，较低的功率密度配合缓慢的扫描速度可提升激光抛光加工质量。初始粗糙度>500纳米的熔融石英基底经高斯光束与平顶光束处理后，表面均被抛光至<0.5纳米。光束整形技术能降低高功率加工激光的峰值功率密度，在不损失玻璃加工质量的前提下提高表面平滑效率。
研究不足
该研究聚焦于CO2激光对熔融石英表面的平滑效果，但研磨留下的波纹难以消除。由于光束扫描和热梯度的影响，该加工过程易产生波纹。
1：实验设计与方法选择：
本研究考察了平顶型与高斯型光强分布的CO2激光对磨削熔融石英表面的平滑效果。通过建立数值模型研究热力学与流体动力学瞬态过程。
2：样本选择与数据来源：
采用直径50毫米、厚度5毫米的熔融石英样品，初始表面微观粗糙度为500纳米（均方根值）。
3：实验设备与材料清单：
CO2激光器（美国Universal ULR-50）、折射式光束整形器（德国πShaper）、中红外相机（德国CINOGY LaserDec CL200）、光学轮廓仪（美国4D NanoCam）、原子力显微镜（AFM）。
4：0）、折射式光束整形器（德国πShaper）、中红外相机（德国CINOGY LaserDec CL200）、光学轮廓仪（美国4D NanoCam）、原子力显微镜（AFM）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过二维运动平台控制CO2激光进行熔融石英样品的栅格扫描处理，扫描方向沿垂直于平顶光束方向的x轴进行。
5：数据分析方法：
使用光学轮廓仪和AFM评估表面粗糙度（RMS），并采用0.01毫米至0.12毫米的带通滤波器分析微观粗糙度。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
CO2 laser
ULR-50
Universal
Used for laser polishing and smoothing of fused silica surfaces.
-
Refractive beam shaper
πShaper
Germany
Adopted to expand and homogenize near-Gaussian beam intensity into a top-hat one.
-
Mid-infrared camera
LaserDec CL200
CINOGY
Used to record and analyze the laser intensity.
-
Optical profilometry
4D NanoCam
USA
Used to evaluate surface roughness (RMS).
-
Atomic force microscope
AFM
Used to evaluate surface roughness (RMS).
-
Infrared camera
FLIR T610
Used to monitor the thermal distribution and highest temperature on the surface of the sample online.
-
登录查看剩余4件设备及参数对照表
查看全部
