濱松液晶-硅基空間光調(diào)制器(LCOS-SLM)在超快激光加工領(lǐng)域日益彰顯其引領(lǐng)地位，其獨特的三維多點整形功能為激光切割帶來了突破性的“長焦深”貝塞爾光，為加工過程帶來新的可能性。本文為您帶來清華大學LCOS-SLM實驗：窺探未來光學科技的奧秘。

01、產(chǎn)品優(yōu)勢

LCOS-SLM的實時像差矯正能力使得光學畸變在加工過程中得到精準修正，有效提高了加工的質(zhì)量和效率。通過軟件動態(tài)調(diào)整激光的聚焦深度和形狀，LCOS-SLM展現(xiàn)出無與倫比的靈活性。

在激光切割領(lǐng)域，LCOS-SLM的應(yīng)用不僅僅局限于提高加工精度，還能夠?qū)崟r改變激光的聚焦深度，實現(xiàn)更加精細的材料加工。這種能力對于微細加工任務(wù)至關(guān)重要，同時也拓展了超快激光加工的應(yīng)用范圍。LCOS-SLM技術(shù)的不斷演進使其在超快激光加工中的角色更加多樣化。未來，我們可以期待LCOS-SLM在其他領(lǐng)域中的新應(yīng)用，為光學技術(shù)的發(fā)展帶來更多創(chuàng)新和突破，引領(lǐng)超快激光加工應(yīng)用的新時代。

02、實驗過程

清華大學的LCOS-SLM實驗：

清華大學采用型號為X15213-03R的LCOS-SLM，其光路結(jié)構(gòu)包括1030nm激光經(jīng)過擴束準直后照射在SLM上，通過SLM調(diào)制后，經(jīng)過一個4f系統(tǒng)達到場鏡，最終通過場鏡聚焦到加工材料上。實驗結(jié)果表明，通過觀察紅外觀察卡，調(diào)制后的光束呈現(xiàn)出十字點陣和5×5點陣的形態(tài)。

實驗光路

軟件界面

十字點陣

5×5點陣

實際加工中發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象：中間位置的加工深度更深，而四周加工深度較淺。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)這是由于零級光的影響，即激光照射到SLM液晶面的非工作區(qū)域上產(chǎn)生的反射光影響了加工效果。

通過疊加菲涅爾透鏡的方法成功將衍射圖像與零級光在z軸方向上分離，優(yōu)化了光斑的形狀。

通過疊加菲涅爾透鏡的選擇，成功經(jīng)過優(yōu)化得到更加精細的光斑。

經(jīng)過優(yōu)化后的光斑

更加精細的調(diào)節(jié)可以通過matlab修改加載bmp的每個點的灰度值，直到加工圖案滿足加工均勻度要求。

通過上組實驗我們可以明確得出，LCOS-SLM在激光加工中具有多方面的特點和優(yōu)勢，包括強光、高效、靈活。介質(zhì)鏡反射材料能夠大大提高所需波段的反射率及強光閾值。其高精度多點同時成型和并行加工使加工時間大大縮短，可方便實現(xiàn)三維點陣、不同深度和位置控制。同時，LCOS-SLM可以進行特殊形狀的加工，例如將高斯光整形為平頂光、貝塞爾光、渦旋光、艾里光等，并在加工的同時矯正像差，提升加工精度。

03、新品推薦

新型號：700W藍寶石SLM

濱松引入了新型號700W藍寶石SLM，通過獨特的散熱技術(shù)和藍寶石加持，將LCOS的平均功率閾值從業(yè)界最高的200W以上一舉飆升到了700W以上。實測功率密度超過3127W/cm2。搭載了這一技術(shù)的X15213-03CL在金屬加工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了LCOS的又一重大突破。

LCOS-SLM(空間光調(diào)制器)X15213 系列產(chǎn)品一覽：

X15213系列提供廣泛的產(chǎn)品陣容，以滿足各種波長的需求。所有類型都配備一個具有抗反射涂層的玻璃基板和一個帶有振鏡的CMOS芯片。

推薦光束直徑 (1/e2) 為8mm或以上。

●鋁鏡型 (-01/-07/-08)

鋁鏡型利用了 CMOS 芯片上鋁電極的反射，具有較寬的反射波段，因此適用于較廣的波長范圍。

●介電多層鏡型 (-02/-03/-05/-12/-13/-15/-16/-19)

介電多層鏡型的 CMOS 芯片表面上具有專門設(shè)計的介電多層膜，可支持各種波長的激光光源。與鋁鏡型相比，介質(zhì)鏡實現(xiàn)的反射率越高，內(nèi)部吸收率就越低?？蓪崿F(xiàn)高光利用率。

●水冷型 (-02L/-02R/-03L/-03R/-03BL/-03BR/-12L/-12R/-15L/-15R/-16L/-16R/-19L/-19R)

介電多層鏡型的燈頭具有內(nèi)置水冷散熱器，可抑制激光輻照引起的升溫，并實現(xiàn)高功率處理能力。

●藍寶石型 (-03CR/-03CL)

除了水冷散熱器外，藍寶石玻璃還用于玻璃基板。因此，散熱效率得以改進，功率處理能力超過700W。

審核編輯 黃宇