资讯详情
激光制 🐵 造中光 🌸 束整形 🐧 技术
激光制造中光，束整形对于控制激光 🐈 能量分布、提高加 ☘ 工精度和效率至关重要。下面介绍几种常用的光束 🐺 整形技术：
1. 光纤 🕸 耦 🌵 合 💮
光纤耦合是一种将激光光束从激光源引导到加工区域的技术光纤的纤。芯直径 🌹 很小，可。以对不同形状和尺寸的光束进行准直 🐟 和 🦄 整形
2. 透镜和 💮 反射镜整形
透 🌻 镜和反射镜可以改变光束的 🐠 形状和发散角 🐋 透镜。用于准直、聚焦或散射光束，而反射镜。用于改变光束路径或反射光束
3. 衍射 🐬 光 🦁 学元 🦅 件（DOE）
DOE 是一种具有特定衍射图案的微结构光学器件。它可以将光束转换成各种 🦋 形状，例如圆形、矩形、环。形 🐳 或网格图案
4. 空间光 🪴 调制器（SLM）
SLM 是一种基 🐶 于液晶或其他材料的可控光学器件。它可以动态地 🦄 改变光束的相位或幅度，从。而实现复杂的光束整形
5. 波 🕊 前整形 🦍
波前整形是一种通过补偿光学畸变来提高 🌳 光束质量的技术。使用波前传感器和 🦟 自适应 🌴 光学元件，可。以测量并校正光束波前的扭曲
6. 光 🐛 束调 🕸 制 🌲
光束调制可以通过改变光束的强度、偏振或波长来整形光束。常 ☘ 、用的调制。技术包括振幅调制频率调制和极化调制
选 🌿 择光 🐺 束整形方法的考虑因素：
所需的 🌲 光束形 🌳 状和尺 🐶 寸
激 🦊 光光 🐝 束的特 🐛 性
加 🕷 工材 🐼 料和工艺要求 🌷
加工区域的可达 🌿 性 🍀
成本和 🐋 复杂性
激光束 🌷 整形技 🐠 术 🐡
在激光制造中光，束，整形对于聚焦光束到所需的形状和大小至关重要 🌴 以便 🐴 实现高精 🦋 度加工以。下是一些常用的光束整形技术：
1. 衍射光 🌻 栅
利用 🐵 衍射原理将入射光束衍 🌾 射成所需的形状。
例如 🦄 ，衍射光栅可以将高斯光束整形为 🌵 线 🐯 形或环形光束。
2. 荷载 🦁 相 🐬 位板
由透明材料 🕸 制成的光学元 🐈 件，其表面具有经过精 🕊 心设计的相位分布。
通过 🕷 改变光波通过 🕸 元件时的相位 🦅 ，可以调整光束的形状和强度分布。
3. 空 🌹 间光调制 🐧 器（SLM）
电子可寻址的液晶或半导 🌷 体器件可，以精确控制通过的 🐳 光束的相位和振幅。
SLM 可用于生成复杂的光束形状，例如光束 Bessel 或 🐼 光束 Airy 。
4. 电 🐠 光晶 🦍 体 🐼
在 🌺 外加 🌾 电场作用下，其折射率会改变 🍀 的晶体。
通过 🕸 施加适当的电场，可 🐅 以操纵通过晶体的激光光束的 🐠 相位和偏振。
5. 自由 🐺 空间 🦅 光束整形
利用光学元 🌿 件（如透镜、棱镜）和自由空间传播来整形光束。
例如，使，用透镜可以聚焦光 🦈 束使用棱镜可以偏转光束。
光束整形过 🌻 程
通 💮 常，激光束整形 💐 涉及以下步骤：
将入射光束 🐎 通过光 🐶 束整形元件。
元件对 ☘ 光束进 🦢 行所需的相位或振幅修 🦆 改。
整 🍀 形后的光束用于 🦁 激光制造应用，例如切割、焊接、3D 打印。
好处激光束整形提供以下好处 🐯 ：
改善加工精 🐎 度
提高加工速度 🌿
减 🐵 少热影响 🐴 区 💐
实现复杂的几 🕸 何形状
优 🐟 化 ☘ 材 🌺 料去除率
激光束特性对 🐬 激光加工的影 🦄 响
激光束特性对激光加工过程的效率、质 🌷 量和精度产生重大影响影响激光加工的。关键激光束 🌲 特性包括：
1. 波长 🐶 ：
波长决定了激光与材料之间的相互作用。短波长（例如紫外光）会导致较强 🐬 的材料吸收和高表面精度，而长波长（例如）红外光 🐬 ，则。穿透性更强适合较厚的材料加工
2. 峰值功率和 🐈 平均功率：
峰值功率决定了激光加工材料时的瞬间能量传递率，影响加 🐝 工速度和材料去除 🐼 率。平，均功率决定了。总能量传递影响加工深度和热影响区大小
3. 脉冲 🌺 宽 🐡 度 🕊 ：
脉冲宽度控制激光与材料相 🌾 互作用的时间。短脉冲宽度（纳秒或 🐵 皮秒级）会导致更少的热影响区和更高的精度，而（长 🐎 脉冲宽度）微。秒级则产生更大热影响区和较低精度
4. 光 🌳 束 🌹 质量 🦢 ：
光束质 🐦 量指示激光束的焦点和发散特性。高光束质量（较小的 🕊 发散角和较好的焦点能力）实现更精确的加工更小的，热。影响区 🌿 和更高的边缘质量
5. 偏 🌻 振 🦈 ：
激光的偏振方向 🌾 影响了它与材料的相互作用。对于某些材料，不。同的偏振方向 🦊 会导致不同的吸收和去除率
6. 模 ☘ 式 🐛 ：
激光束可以具有不同的模式，例如TEM00（高斯模式）或TEM10（甜甜圈模 ☘ 式不同模式）。影。响能量分布和加工效率
激光加 🦄 工 🐞 中的影 🌾 响：
效 🦁 率：更高的功率和更短的脉冲宽度导致更高的加工速度和材料去除率。
质量：更高的光束质量和更短 🦋 的脉冲宽度 🐟 产生更高的表面光洁 🐼 度、较小的热影响区和更精确的特征。
精度：更高的光束质量和更短的脉冲宽度实现更窄的加工公差和更精 🐦 确的几何形状。
选择性：不同的激 🕸 光波长和偏振可以针对 🦊 性地加工特定材料同，时最大限度地减少对周围 🐕 材料的损伤。
通过优化激光束特性激光，加工可以定制以实现所需的加工效率 🐦 、质量和精度。
激光制造中光束整形的目的是调整和操纵激光束的空间和时间特性，以 🐵 满足特定应用的要求以。下是一些常用的光束整形技术：
1. 准直 🐒 和展宽：
透镜透镜：可以将发散激光束 🐳 准直，或将准直激光束展宽为 🐠 所需直径。
光纤耦合：将激光束耦 🐬 合到 🐶 光纤中可以展宽光束直径并改 🐧 善光束质量。
2. 聚 🦅 焦 🐱 ：
透镜或反射镜透镜或反射镜：可以将激光束聚焦到微小光斑上，实现高能量密 🕸 度和高加 🦈 工精度。
3. 光束整形光 🌿 学器 🐈 件：
光束整形光学器件（BOE），例如衍射光栅 🐝 、空间光调制器（SLM）或，飞、秒激光器可产生具有指定光强分布相位或偏振状态的复杂光束形状。
4. 陶 🦅 瓷 🐈 谐 🐡 振器：
陶瓷谐振器是一种光学谐振腔，可产生高功率、准，直和线偏振 🐱 激光束适用于材料加工和医 🐝 疗应用。
5. 光纤阵 🍁 列：
光纤阵列由多个光纤组成 🌿 ，每个光纤传输 🐘 激光束的一部分。通，过。控制光纤的光强和相位分配可以形成各种 🐺 光束形状和模式
6. 相位整 🐛 形：
波前传感器 🐳 和纠正器波前传 🌷 感器：可以测量激光束 🐧 的波前畸变，而波前纠正器可以，补偿这些畸变从而产生具有良好光束质量的相位整形光束。
7. 时 🐼 间 🍁 整 🦊 形：
光闸光 🦁 闸：可以控制激光脉冲的时序和持续时 🦅 间，实现脉冲整形和超快加 🦟 工。
通过使用这些光束整形技术，可，以定制激光束以满足各种应用的需求包括激光切割、焊、接、成型表 🐝 面改性和光刻。