Recentemente, un team di ricercatori Wei Chaoyang del Centro di produzione e ispezione ottica di precisione dell'Istituto di ottica e macchinari di precisione di Shanghai (SIPM) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha realizzato la fabbricazione di componenti di silice fusa ad alta resistenza ai raggi UV danneggiati dal laser a base di sul processo di caratterizzazione e rimozione dei difetti del laser CO2. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Light: Advanced Manufacturing.
Il problema dei danni indotti dai laser UV ai componenti di silice fusa ha fortemente limitato lo sviluppo di sistemi laser ad alta potenza. L'attuale processo di levigatura e lucidatura a contatto presenta inevitabilmente difetti di lavorazione, difficili da rimuovere completamente mediante la post-elaborazione, riducendo notevolmente le prestazioni e la durata dei componenti in silice fusa.
Basandosi sulla tecnologia di ablazione uniforme a basso stress con laser pulsato al microsecondo, il gruppo di ricerca ha proposto un metodo di ablazione mediante cromatografia laser per caratterizzare i difetti del sottosuolo e lo ha accoppiato alla rimozione rapida dei materiali per ottenere la rimozione completa dei difetti del sottosuolo nella fase di macinazione. Successivamente, è stato utilizzato il metodo di pulizia conformale laser per pulire i contaminanti ridepositati sulla superficie ablata e la lucidatura con fusione laser è stata utilizzata per uniformare la traiettoria di ablazione, realizzando la lavorazione flessibile full-link del laser CO2 dei componenti di silice fusa. Rispetto al processo convenzionale, il collegamento di lavorazione laser CO2 può inibire efficacemente l'introduzione di difetti di lavorazione e quindi realizzare la preparazione di componenti di silice fusa con soglie di danno più elevate. Il metodo proposto per la caratterizzazione e la rimozione dei difetti basato sul laser fornisce un nuovo strumento per lo studio dei difetti del sottosuolo e la formulazione di strategie di soppressione, e fornisce anche una nuova idea per la lavorazione a basso difetto dei componenti di silice fusa.
Questo lavoro è stato sostenuto dal Programma nazionale di ricerca e sviluppo chiave della Cina, dallo Shanghai Yangfan Program, dal National Natural Science Youth Fund, dalla Shanghai Natural Science Foundation, dall'Astronomy Joint Fund e dalla Young Innovation Promotion Association dell'Accademia cinese delle scienze.
Progressi nella fabbricazione assistita da laser di componenti in silice fusa con elevata resistenza ai danni del laser UV presso l'Istituto di ottica e meccanica di Shanghai (SIOM)
Fig. 1 (a) Collegamento al processo convenzionale; (b) collegamento per l'elaborazione laser CO2; (c) Metodo di caratterizzazione dei difetti del sottosuolo a calibro completo 3D
Progressi nella fabbricazione assistita da laser di componenti in silice fusa con elevata resistenza ai danni laser UV al SIPM.
Fig. 2 Confronto delle prestazioni del danno tra campioni convenzionali e basati su laser: (a) 1-su-1 probabilità di danno (355 nm, 8,3 ns); (b) morfologia tipica del danno.
