衍射光學(xué)元件在材料加工中的應(yīng)用

時間：2020-05-07作者：深圳維爾克斯光電有限公司瀏覽：175

近年來，許多企業(yè)為滿足工業(yè)需要而開發(fā)的新型激光系統(tǒng)層出不窮，許多傳統(tǒng)的工業(yè)工藝被激光組合系統(tǒng)所取代。如下圖所示，材料加工在整個激光市場中占有很大的份額，傳統(tǒng)激光加工和激光增材制造在整個激光應(yīng)用市場中占據(jù)了54%的份額。
   
圖1
衍射光學(xué)元件(DOE)在激光光束成形過程中起著重要的作用，激光束整形和勻化技術(shù)對于優(yōu)化許多激光材料加工應(yīng)用是**的。


激光切割(金屬和玻璃)
相關(guān)產(chǎn)品：金屬切割——螺旋相位板, 平**整形器；玻璃切割——深切模塊：長焦深DOE,多焦點DOE
激光切割的工作方式是引導(dǎo)高功率激光的輸出，通過光學(xué)系統(tǒng)和移動臺來對工件進(jìn)行切割。激光切割通常用于工業(yè)制造應(yīng)用。衍射光學(xué)元件DOE的優(yōu)點是在不增加聚焦光學(xué)焦距的情況下，擴(kuò)大系統(tǒng)的聚焦深度，提高切割質(zhì)量，減少切割區(qū)的剝落和材料再熔融。
激光金屬切割是在聚焦激光束的焦點處對材料進(jìn)行局部加熱，使其**熔點。由此產(chǎn)生的熔融物質(zhì)被熱氣流帶走，從而達(dá)到切割效果。
激光玻璃切割通常是用紅外波段的高功率激光完成的。由于玻璃在大多數(shù)波長中的光吸收能力很弱，所以需要較強(qiáng)的激光來切割玻璃。通過使用長焦深DOE，能量很好的分布在切割深度方向上。與傳統(tǒng)激光切割不同的是，使用長焦深DOE可以使得切割區(qū)域較加平滑。
 
圖2
激光燒蝕與構(gòu)造
相關(guān)產(chǎn)品：平**光束整形器, 螺旋相位片, 多焦點DOE
激光燒蝕是用高能短脈沖激光照射固體或液體表面，對材料表面進(jìn)行燒蝕的工藝。激光燒蝕技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于納米材料的制備、金屬薄膜和介電薄膜的沉積、**導(dǎo)材料的制備、金屬零件的常規(guī)焊接和鍵合、MEMS結(jié)構(gòu)的微加工等領(lǐng)域。
    Holor/or的光束整形器和螺旋相位板可以形成自定義形狀，邊緣陡峭的光斑，這種光斑可以對加工產(chǎn)品進(jìn)行精確的燒蝕。多焦點DOE允許多點同時加工，可以提高工作效率。
 
圖3
激光焊接
相關(guān)產(chǎn)品：勻化器DOE,  C型整形器， 雙焦點DOE
激光焊接技術(shù)用于將多塊金屬或塑料連接起來。激光光束具有熱源集中，光束窄，焊接距離深和焊接效率高的優(yōu)點。激光焊接經(jīng)常用于使用自動化的大容量應(yīng)用程序，如汽車工業(yè)。在與切割技術(shù)相結(jié)合的情況下，激光非常適合多種類型的焊接(點、線)。
 
圖4
激光釬焊
相關(guān)產(chǎn)品： 定制勻化器
在激光釬焊應(yīng)用中，兩塊金屬片由一根激光熔化焊絲連接。在汽車加工工藝中，如果在釬焊線熔化前，對金屬表面經(jīng)過清洗和預(yù)熱后，釬焊連接的質(zhì)量將會得到有效改善。
為此，HOLO/OR開發(fā)了一種特殊的均勻化元件，它通過兩個高能量的小光斑和一個能量均勻的用于表面清洗的大光斑，使得釬焊的質(zhì)量得到有效改善。




 
圖5
激光打孔
相關(guān)產(chǎn)品： 分束器DOE
對于那些需要在很薄的材料或網(wǎng)狀材料上打小孔的應(yīng)用。如煙頭紙或食品工業(yè)的包裝箔(延長新鮮和易腐爛貨物的質(zhì)量)，激光鉆孔是典型的適用方案。
這類應(yīng)用需要精確的微小孔洞和精確的間距。顯然，Holo/or的分束器DOE能夠輕松的滿足這類應(yīng)用的需求。
 
圖6
激光鉆削
相關(guān)產(chǎn)品：多焦點DOE, 平**整形器, 螺旋相位板
激光鉆削是通過反復(fù)將聚焦的激光能量脈沖到材料上，并蒸發(fā)熔化的材料，從而形成孔洞的過程。脈沖能量越大，熔化和蒸發(fā)的物質(zhì)就越多。多年來，激光鉆井技術(shù)不斷發(fā)展，包括信號脈沖、沖擊、鉆削和螺旋鉆削等。激光鉆孔應(yīng)用于許多領(lǐng)域，包括硅片和橡膠的鉆孔.
對于高生產(chǎn)量和高生產(chǎn)效率的生產(chǎn)過程，HOLO/OR的多點分束器是目前較好的解決方案。**帽式整形器可以提高孔的邊緣質(zhì)量和直徑精度，而旋渦相板則可以鉆出圓環(huán)形狀。
 
圖7
激光薄膜剝離
相關(guān)產(chǎn)品：LeanlineTM模塊
激光剝離(LLO)是一種選擇性地將一種物質(zhì)從另一種物質(zhì)中去除的技術(shù)。激光束通過透明材料投射，并被背面的相鄰材料吸收，例如藍(lán)寶石上的GaN。激光剝離分離工藝允許處理大面積產(chǎn)品，具有很高的精確性和重復(fù)性。因此，在LED、電視和移動設(shè)備的顯示器行業(yè)中，激光玻璃用于分離發(fā)光薄膜是非常普遍的。
Leanline?是Holo/or的創(chuàng)新解決方案，用于將多模圓形輸入光束轉(zhuǎn)換為窄激光線，特別是在UV和綠色波長(343、355和532 nm)中。我們的解決方案是基于專有的衍射光束整形的概念，可以定制任何波長從193 nm深紫外到1600 nm紅外激光器。利用我們的解決方案，我們可以使用成本較低的多模式激光器在一條細(xì)線上實現(xiàn)有效的功率密度分布。
 
圖8
激光表面處理(硬化和重熔)
相關(guān)產(chǎn)品： 勻化器, 平**激光整形器DOE
激光表面處理的原理是在特定的大氣(真空、保護(hù)或加工氣體)中，由于高功率密度相干光與表面的相互作用而對表面進(jìn)行改性。激光表面處理的一些典型用途是激光硬化和激光重熔.
激光硬化是一種表面熱處理硬化的過程，材料在臨界溫度以上加熱一段時間，然后*冷卻，防止金屬晶格恢復(fù)到原來的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生非常堅硬的金屬結(jié)構(gòu)。
激光重熔是另一種表面熱處理的方法。通過熔化溫度以上對成分表面進(jìn)行短暫加熱，然后，熔體凝固并重新結(jié)晶，而化學(xué)成分沒有發(fā)生改變。
 
圖9



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• 詞條

  詞條說明

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