Недавно группа исследователей Вэй Чаоян из Центра прецизионного оптического производства и контроля Шанхайского института оптики и точного машиностроения (SIPM) Китайской академии наук (CAS) реализовала изготовление компонентов из плавленого кварца, поврежденных сильным УФ-лазером. о характеристике дефектов и процессе удаления CO2-лазера. Результаты исследования были опубликованы в журнале Light: Advanced Manufacturing.
Проблема повреждения компонентов плавленого кварца, вызванного УФ-лазером, серьезно ограничивает разработку мощных лазерных систем. Современный процесс контактного шлифования и полировки неизбежно имеет дефекты обработки, которые трудно полностью устранить путем последующей обработки, что значительно снижает производительность и срок службы компонентов из плавленого кварца.
На основе микросекундной импульсной лазерной технологии равномерной абляции с низким напряжением исследовательская группа предложила метод лазерной хроматографии для определения характеристик подповерхностных дефектов и объединила его с быстрым удалением материалов для достижения полного удаления подповерхностных дефектов на стадии шлифования. После этого метод лазерной конформной очистки использовался для очистки переосажденных загрязнений на аблированной поверхности, а лазерная полировка расплавом использовалась для сглаживания траектории абляции, реализуя полнозвенную гибкую обработку CO2-лазером компонентов из плавленого кварца. По сравнению с традиционным процессом, линия обработки CO2-лазером может эффективно препятствовать появлению дефектов обработки и, таким образом, осуществлять подготовку компонентов из плавленого кварца с более высоким порогом повреждения. Предложенный лазерный метод определения характеристик и удаления дефектов представляет собой новый инструмент для изучения подповерхностных дефектов и разработки стратегий их подавления, а также предлагает новую идею малодефектной обработки компонентов из плавленого кварца.
Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая, Шанхайской программой Янфань, Национальным молодежным фондом естественных наук, Шанхайским фондом естественных наук, Объединенным астрономическим фондом и Ассоциацией содействия молодым инновациям Китайской академии наук.
Прогресс в лазерном производстве компонентов из плавленого кварца с высокой устойчивостью к УФ-лазерному повреждению в Шанхайском институте оптики и механики (SIOM)
Рис. 1 (а) Традиционное технологическое звено; (б) линия обработки CO2-лазером; (c) Полномасштабный трехмерный метод определения характеристик подповерхностных дефектов.
Достижения в лазерном производстве компонентов из плавленого кварца с высокой стойкостью к повреждениям УФ-лазером на SIPM.
Рис. 2. Сравнение характеристик повреждения между обычными и лазерными образцами: (а) вероятность повреждения 1-on-1 (355 нм, 8,3 нс); (б) – типичная морфология повреждений.
