為了提高激光并行加工中多焦點(diǎn)陣列的均勻度及可操控性,基于物鏡聚焦系統(tǒng)的矢量傅里葉變換特性,設(shè)計(jì)了一種矢量迭代優(yōu)化相位算法�；诖怂惴�,可以制備具有高均勻度的多焦點(diǎn)陣列,且陣列中每個(gè)焦點(diǎn)的空間位置可精確調(diào)控。數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,優(yōu)化出的相位可以用來制備具有高均勻度的多焦點(diǎn)陣列。利用自主搭建的基于空間光調(diào)制器的飛秒激光加工系統(tǒng),以金膜為例,驗(yàn)證了激光并行加工的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用所提算法,可以實(shí)現(xiàn)具有任意排列結(jié)構(gòu)的多焦點(diǎn)陣列的并行激光加工。利用動(dòng)態(tài)加載相位圖的方式,可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描加工。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

多焦點(diǎn)陣列的均勻度隨著迭代次數(shù)的變化曲線

利用本文提出的優(yōu)化算法,還可以設(shè)計(jì)具有任意排列結(jié)構(gòu)的多焦點(diǎn)陣列,并用于特殊排列結(jié)構(gòu)的并行加工。為了驗(yàn)證有效性,設(shè)計(jì)了由大量焦點(diǎn)組成的“魯”、“東”、“大”、“學(xué)”四個(gè)字,并進(jìn)行飛秒激光加工實(shí)驗(yàn)。圖8(a)為優(yōu)化設(shè)計(jì)出的“魯”、“東”、“大”、“學(xué)”四個(gè)字對(duì)應(yīng)的相位圖像,其中模擬設(shè)計(jì)參數(shù)為:入射波長(zhǎng)λ=400 nm,物鏡數(shù)值孔徑NA= 0.25,實(shí)際焦場(chǎng)中字體大小約為400λ。圖8(b)為實(shí)驗(yàn)中CCD記錄的“魯”、“東”、“大”、“學(xué)”四個(gè)字對(duì)應(yīng)的物鏡焦平面上的光強(qiáng)分布�？梢钥闯�,產(chǎn)生了光斑呈均勻分布的非正交排列的多焦點(diǎn)陣列。利用此光斑陣列加工金膜,加工結(jié)果如圖8(c)所示。由加工結(jié)果可以看出,每個(gè)加工結(jié)果均可以很好地與設(shè)計(jì)結(jié)果相匹配,該矢量G-S迭代優(yōu)化相位算法能夠?qū)崿F(xiàn)具有任意排列結(jié)構(gòu)的多焦點(diǎn)陣列的并行激光加工。圖8 具有任意形狀結(jié)構(gòu)的多焦點(diǎn)陣列的并行激光加工實(shí)驗(yàn)

矢量光場(chǎng)聚焦示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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