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空间光调制器在激光加工中的作用
发布日期:2022/8/5 8:52:36

空间光调制器(SLM)是近代光信息处理系统中的器件,它可以对光束进行调整,并将信息加载于一维或者二维的光学数据场上,能有效的利用光的固有速度、并行性和互连能力,达到光波调制的目的,因此空间光调制器被广泛应用于诸多光学领域。

将空间光调制器与激光加工技术结合起来,不但可以实现gao效率、灵活的激光加工,还可以改善激光加工中存在的问题,如光斑质量以及焦深短等等

激光是一种强度高、方向性好、单色性好的相干光。它可以通过透镜聚焦成直径为几十微米到几微米的极小光斑,该光斑具有极高的能量密度(108~1010W/cm²)。当激光照射在工件表面时,光能被工件吸收并迅速转化为热能,光斑区的温度可达10000℃以上,使材料熔化甚至气化,这就是激光加工(LBM)。该技术是一种非接触加工方式,主要应用于打孔、切割、打标、焊接,等加工工艺方面。

空间光调制器可将飞秒激光调制成复杂的二维图案阵列,可实现对微光学元件和微光子晶体结构并行直写的一种加工技术。通过计算全息和空间光调制,飞秒激光可被jing确调制成预先设计的多焦点图案阵列。利用这种多焦点并行直写加工技术,可实现具有高尺寸jing度、高表面质量和光学性能的微透镜阵列的gao效加工。在结构加工的过程中,焦点的数量和阵列分布可以实时灵活的控制,三维结构从而可以被灵活控制。

可编程的空间光调制器,目的是调制空间色散的各光频成份的振幅和相位,光栅和透镜看作是零色散脉冲压缩结构。超短脉冲中的各光频成份由第一个衍射光栅角色散,然后在第一个透镜的焦平面聚焦成一个小的、衍射有限的光斑。这里的各光频成份在一维方向上空间分离,在光栅上从不同角度散开,在第一个透镜的后焦平面上进行了空间分离,第一个透镜实现了一次傅里叶变换。第二个透镜和光栅把这些分离的所有频率成份重新组合,这样就得到了一个整形输出脉冲,这个输出脉冲的形状由光谱面上模板的模式给出。


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