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oe1(光电查) - 科学论文

6 条数据
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  • 定制化聚焦光束整形及其在激光材料加工中的应用

    摘要： 除了优化激光参数和加工参数外，通过调整焦点强度分布还能有效实现对激光加工的精准控制并提升加工质量。本文探讨了不同定制化强度分布在飞秒激光微纳加工（如切割、打标及激光诱导周期性表面结构制备）中的适用性。通过不锈钢激光加工实验表明，光束整形单元的数值模拟结果与实验数据高度吻合。研究同时证实该光束整形装置能与材料加工中常用的振镜扫描系统和F-θ透镜良好配合。实验数据显示，该方法不仅能显著改善加工质量，还能大幅缩短加工时间。

    关键词： 激光诱导周期性表面结构、环形光斑、飞秒激光加工、平顶光束、光束整形

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 艾里质数光束：从非截断情况到截断情况

    摘要： 本文研究了新近提出的一种名为Airyprime光束的空间特性，并对其轴向与横向强度进行了数值分析。研究表明，聚焦后的Airyprime光束会呈现两个对应于强度极大值的焦点，这两个焦点限定了一个光学瓶状光束（OBB），其长度特征可通过改变与Airyprime光束输入宽度直接相关的尺度参数w x0进行调节。研究还分析了截断Airyprime光束的空间特性：通过调节孔径直径可改变轴向强度，从而在单焦点光束与双焦点光束之间切换。根据孔径直径的不同，Airyprime光束可转化为平顶光束、高斯光束及可调谐光学瓶状光束等其他有趣激光光束模式。该光束有望成为微粒捕获与引导的有效工具。

    关键词： 平顶光束、艾里主光束、传播与聚焦、光学瓶状光束

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 地面熔融石英表面的高斯光束与平顶光束平滑处理

    摘要： 激光平滑技术因具有非接触特性且易于适配非球面，成为加工光学玻璃的一种极具前景的工艺。本研究考察了平顶型与高斯型强度分布的CO?激光对磨削熔融石英表面的平滑效果。结果表明：两种强度分布均可将表面微观粗糙度为500纳米（均方根值）的磨削表面平滑至<0.5纳米（均方根值）。最佳表面粗糙度随激光功率密度提升而改善，因此采用较低功率密度配合慢速扫描更有利于提升表面质量。通过建立数值模型研究热力学与流体动力学瞬态过程以阐明其内在机理，模拟显示平滑过程伴随温度升高同步发生——这是由于熔融石英粘度持续降低所致。光束整形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可能提高平滑效率。

    关键词： 激光平滑、粗糙度、平顶光束、高斯光束、熔融石英、激光抛光

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [美国激光学会ICALEO? 2015：第34届国际激光材料加工、激光微加工与纳米制造大会 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2015年10月18-22日）] 激光及光电应用国际大会 - 高斯光束与平顶光束刻蚀SnO2:F薄膜的对比研究

    摘要： 激光划线是制造大规模太阳能电池的常用方法，通过将大电池细分为串联连接的小型迷你?？槔刺岣叩绯匦?，从而降低产生的电流并减少欧姆损耗。引入大温度梯度会导致热膨胀并产生诱导应力，这些应力可用于引发机械断裂和材料去除。现有划线工艺中常用的高斯光束在光束中心具有高能量强度，不仅会造成不必要的基底损伤，还会在光斑边缘产生过量能量。这会导致热影响区的形成以及部分熔融，进而造成较大的侧壁锥度和残留材料。平顶光束分布的光强在光斑边缘下降更快且整体更均匀，大幅降低了光斑边缘熔融或部分去除的可能性，同时减少了对玻璃基底的损伤风险。但目前针对这些激光光束强度分布所产生划线质量差异的量化研究较少。本研究采用1064 nm Nd:YAG激光器（具有高斯和平顶两种光强分布），从玻璃侧对400 nm厚的SnO2:F TCO层进行实验。样品加工时脉冲能量范围为5μJ至30μJ，脉冲重复频率为10 kHz。通过原子力显微镜扫描和扫描电镜图像观察划线几何形态，并研究了因光强突变导致的层离和裂纹等潜在负面影响。采用耦合热力学有限元模型分析划线过程中薄膜内的空间温度与应力分布。结果表明平顶光束轮廓能提升划线均匀性和深度，但会增强沿壁面的热效应。

    关键词： 高斯光束、热烧蚀、机械断裂、掺氟氧化锡薄膜、激光划线、平顶光束

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于生成形状不变平顶激光束的简易腔内光束整形方法

    摘要： 用于生成形状不变平顶激光束的简易腔内光束整形方法

    关键词： 形状不变光束、横向模式、光束整形、多模激光器、平顶光束

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 超短脉冲激光系统中激光光斑尺寸和形状对烧蚀效率的影响

    摘要： 超短脉冲激光系统为各类应用提供了高精度、高质量的加工能力。然而工业界最迫切的需求之一是确定能实现高产能的最优工艺方案。就金属材料的超短脉冲激光加工而言，特定去除率（单位时间单位平均功率下的材料烧蚀体积）存在最大值，即存在使烧蚀效率达到最佳的优化能量密度。本研究采用波长1064nm和1030nm的10皮秒与350飞秒激光脉冲，探究了光斑尺寸与形状（高斯光束与平顶光束）对AISI 304（1.4301）不锈钢烧蚀效率的影响。研究发现：对于两种脉宽，随着高斯光斑尺寸增大，特定去除率均显著下降；而平顶光束的这种趋势较不明显，在光斑尺寸超过40微米时仅出现8%的特定去除率降幅。

    关键词： 烧蚀效率、超短激光脉冲、平顶光束、特定去除率、激光光斑尺寸

    更新于2025-09-12 10:27:22