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(shí)間，將入射能量精確地集中于被加工區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的微細(xì)加工。飛秒激光在加工材料時(shí)產(chǎn)生的熱沖擊小，因此氣化產(chǎn)生的等離子體不會(huì)把能量傳遞給相鄰的物質(zhì)，從而減少了加工過(guò)程中熱損傷的影響，既降低能耗又提高了材料的加工質(zhì)量。與傳統(tǒng)的長(zhǎng)脈沖激光相比，飛秒激光加工具有精度高、能耗小等優(yōu)點(diǎn)，在微加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(duì)飛秒激光的特點(diǎn)和在精密微加工領(lǐng)域

2、的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。根據(jù)國(guó)內(nèi)外飛秒激光加工的研究動(dòng)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(biāo)。飛秒激光對(duì)光纖的作用機(jī)理尚不明朗，關(guān)于光纖的飛秒激光加工過(guò)程模擬的研究鮮有報(bào)道。通過(guò)過(guò)程模擬能夠預(yù)測(cè)加工結(jié)果并為實(shí)際加工工藝參數(shù)的選擇提供理論指導(dǎo)。論文第三章對(duì)飛秒激光加工過(guò)程進(jìn)行模擬，建立合適的數(shù)學(xué)模型，利用VB軟件設(shè)計(jì)界面并編寫相應(yīng)的程序。通過(guò)改變加工參數(shù)進(jìn)行模擬，并結(jié)合MATLAB軟件自動(dòng)生成圖像。通過(guò)對(duì)微孔尺寸與激光加

3、工參數(shù)的模擬，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)中加工參數(shù)的選擇提供理論依據(jù)。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(jié)構(gòu)，能夠改變光纖的機(jī)械性能和光學(xué)性能，對(duì)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(gòu)成。隨后結(jié)合微加工實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模擬的結(jié)論。另外，對(duì)鏡像法加工光纖微孔的工藝方法進(jìn)行了探討。傳統(tǒng)激光加工是利用焦平面進(jìn)行加工，而光斑焦平面能量分布不均勻?qū)е录庸た仔螤畈灰?guī)則。鏡像法加工相比傳統(tǒng)焦平面加工