飞秒激光加工平台的可编程控制

论文摘要

飞秒激光加工技术是一种利用飞秒激光脉冲与物质相互作用,从而改变物质物理化学特性的先进加工技术。飞秒激光具有极短的脉冲宽度和超高的峰值功率,加工过程中的热影响区域小,属于典型“冷加工”工艺。同时,利用飞秒激光可进行加工的材料包括金属、半导体、透明介质材料等。此外,由于飞秒激光可与材料发生多光子吸收作用,所以利用飞秒激光加工可以完成突破物镜衍射极限的加工三维微纳结构,加工精度高。本论文研究工作围绕飞秒激光加工平台的可编程控制展开,实现了飞秒激光加工平台的可编程控制,为利用飞秒激光加工平台进行高精度、高效率的微纳加工做出了贡献。研究内容涉及飞秒激光加工平台的构建,加工控制软件的编写调试,以及完成多芯光纤端面的微纳结构加工,以验证所编写控制软件的可行性。本论文的研究成果包括:(1)系统总结了飞秒激光器的发展概况和飞秒激光加工的独特优点,详细介绍了飞秒激光加工平台国内外研究进展。(2)阐述了飞秒激光与透明介质材料的作用机理,详细介绍了飞秒激光加工平台设计,组成器件的工作原理及功能,最后成功搭建了飞秒激光加工平台。(3)设计并编写了加工控制软件,介绍了加工控制软件的工作原理以及相关功能,实现飞秒激光加工平台的可编程控制,并以七芯光纤的端面加工为例,成功地在多芯光纤端面上纤芯的位置加工6个具有连续深度差的微孔,深度分别为5.36μm,10.43μm,15.05μm,20.25μm,24.42μm和30.53μm,其中最大加工误差为0.53μm,满足误差允许范围,加工结果成功地验证了可编程控制软件的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 课题研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•   1.3 研究内容及论文框架
• 2 飞秒激光加工平台
•   2.1 飞秒激光加工原理
•   2.2 飞秒激光加工平台
•   2.3 平台硬件调试
•   2.4 本章小结
• 3 加工控制软件
•   3.1 图像处理
•   3.2 坐标计算与转换
•   3.3 加工控制软件
•   3.4 本章小结
• 4 飞秒激光加工实例
•   4.1 七芯光纤端面加工需求
•   4.2 实验结果与分析
•   4.3 本章小结
• 5 总结与展望
•   5.1 工作总结
•   5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录
• 附录2 缩略词表

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 姜智升

导师: 付松年

关键词: 飞秒激光,加工控制软件,飞秒激光加工平台,多芯光纤

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术

单位: 华中科技大学

分类号: TN249;TP273

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.002210

总页数: 61

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