位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
水导激光微细加工中激光与水束光纤耦合技术
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG665[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学机械制造及自动化系,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50675053);武器装备预研基金资助项目(No.9140A18030607HT117);高等学校博士学科点(新教师)基金资助项目(No.20070213027);哈尔滨工业大学优秀青年教师基金资助项目(No.HITQNJS.2007;No.AUGA18601009)
中文摘要:

为了保证水导激光微细加工中会聚激光与水束光纤的耦合效果,建立了由一个高精度耦合对准检测调整系统和一个特殊结构耦合装置组成的新的耦合系统,并提出了新的耦合对准方法。由于激光要经过空气层、玻璃层、水层进入水束光纤,因此根据计算结果,采用激光烧斑法来确定会聚透镜与水束光纤起始端(喷嘴孔)的距离;研究了激光在水束光纤中发生全反射的最大入射角;通过流体动力学仿真,设计了腔内流场分布均匀的耦合装置,保证了直径0.12mm的水束光纤的高耦合品质;研究了激光能量在水束光纤中的衰减,采用特定波长和脉冲能量的激光和特殊过滤的去离子水来减小激光能量在水束光纤中耦合的损耗率。实验结果表明,水束光纤导光长度超过100mm;采用该耦合技术能够在0.2mm厚的硅基晶片上以2mm/s速度切割出缝宽为0.12mm的均匀窄缝,且几乎无裂纹、无热影响区。该耦合技术能够很好地满足水导激光微细加工的要求。

英文摘要:

In order to improve the coupling effect of focused laser and water-jet fiber, a new coupling system consisting of an accurate coupling alignment system and a special coupling unit was designed, and a special coupling alignment method also was put forward. Before laser arrives at water-jet fiber, it passes through air, glasses and water, so a laser burning method was used to determine the distance between focus lens and nozzle hole based on calculating result. The max angle of laser incidence was researched for full reflection. After fluid simulation, the coupling unit was designed to make the fluid field in the chamber symmetrcally and form a high quality water-jet fiber with diameter of 0.12 mm. The attenuation of laser energy in water-jet fiber was investigated and the energy attenuation in fiber was reduced applying appropriate laser wavelength, pulse energy and filtered and deionized water. The experimental results indicate that a 100 mm long water-jet fiber is formed in this paper, and an 0.12mm wide slot without nearly crack and heat affected is cut in 0.2 mm thick Si wafer at the speed of 2 mm/s, which shows proposed coupling technology can meet the requirements for water-jet guided laser micromachining perfectly.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699