飛秒激光加工光纖微孔方法及其模擬.pdf

1、飛秒激光以超高峰值功率和超快加工時間，將入射能量精確地集中于被加工區(qū)域，實現(xiàn)對材料的微細加工。飛秒激光在加工材料時產生的熱沖擊小，因此氣化產生的等離子體不會把能量傳遞給相鄰的物質，從而減少了加工過程中熱損傷的影響，既降低能耗又提高了材料的加工質量。與傳統(tǒng)的長脈沖激光相比，飛秒激光加工具有精度高、能耗小等優(yōu)點，在微加工領域有著廣泛的應用前景，因此研究飛秒激光的加工特性具有重要意義。
　　 本文首先對飛秒激光的特點和在精密微加工領域

2、的應用進行了介紹。根據國內外飛秒激光加工的研究動態(tài)，確定飛秒激光加工光纖微孔的工藝探索與模擬作為本文的研究目標。飛秒激光對光纖的作用機理尚不明朗，關于光纖的飛秒激光加工過程模擬的研究鮮有報道。通過過程模擬能夠預測加工結果并為實際加工工藝參數(shù)的選擇提供理論指導。論文第三章對飛秒激光加工過程進行模擬，建立合適的數(shù)學模型，利用VB軟件設計界面并編寫相應的程序。通過改變加工參數(shù)進行模擬，并結合MATLAB軟件自動生成圖像。通過對微孔尺寸與激光加

3、工參數(shù)的模擬，為后續(xù)實驗中加工參數(shù)的選擇提供理論依據。超短激光可以在光纖上刻蝕光柵、加工F-P腔、制備陣列孔等微結構，能夠改變光纖的機械性能和光學性能，對新型光纖傳感器的開發(fā)提供工藝支持。第四章首先介紹了飛秒激光微加工系統(tǒng)的硬件和軟件構成。隨后結合微加工實驗，驗證了數(shù)學模擬的結論。另外，對鏡像法加工光纖微孔的工藝方法進行了探討。傳統(tǒng)激光加工是利用焦平面進行加工，而光斑焦平面能量分布不均勻導致加工孔形狀不規(guī)則。鏡像法加工相比傳統(tǒng)焦平面加工