研究目的
优化超快激光参数以实现熔融石英三维微加工的高表面质量、高产量生产及复杂曲面加工。
研究成果
该研究成功优化了熔融石英三维微加工的超快激光参数,在实现高表面质量的同时达到了高制造速度。研究成果可为光学元件及应用的实用化制造权衡提供指导。
研究不足
该研究仅限于熔融石英和特定激光参数。蚀刻过程取决于蚀刻剂的化学性质以及激光改性区域。
1:实验设计与方法选择:
研究采用熔融石英的超快激光直写辅助化学蚀刻技术。通过改变激光脉冲宽度、脉冲能量、偏振态及重叠脉冲数量等参数,探究其对纳米光栅和选择性蚀刻的影响。
2:样品选择与数据来源:
使用1毫米厚的康宁7980熔融石英板。样品在蚀刻前经过切割和抛光处理。
3:实验设备与材料清单:
实验装置包含Uranus(PolarOnyx)和Satsuma(Amplitude Systems)掺镱光纤激光器、Aerotech高精度定位平台、Thorlabs 0.4NA 20×显微聚焦物镜,以及用于蚀刻的KOH溶液。
4:4NA 20×显微聚焦物镜,以及用于蚀刻的KOH溶液。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:直写过程在石英板表层下方进行。随后对样品进行切割、抛光并在KOH溶液中蚀刻。通过扫描电子显微镜(SEM)和白光干涉仪分析表面质量。
5:数据分析方法:
分析激光参数对纳米光栅及蚀刻选择性的影响。采用高斯滤波法测量表面粗糙度。
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Thorlabs 0.4NA, 20× micro focusing objective
0.4NA, 20×
Thorlabs
Focusing the laser beam
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Uranus
PolarOnyx
Femtosecond laser machining system
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Satsuma
Amplitude Systems
Ytterbium-doped fiber laser
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Aerotech high precision positioning stages
Aerotech
Positioning stages for laser machining
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KOH solution
Chemical etching of fused silica
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