基于飛秒激光的光纖微加工基礎(chǔ)研究.pdf

1、飛秒激光具有峰值功率高，熱影響區(qū)小，加工精度高，加工材料范圍廣等優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)代微加工的有力工具之一。飛秒激光特別適合透明材料的精密加工，利用飛秒激光微加工技術(shù)制備光纖傳感器件正成為研究熱點(diǎn)。
　　 本文為滿足新型光纖傳感器件的制備需要，進(jìn)行光纖飛秒激光微加工工藝的基礎(chǔ)研究，揭示飛秒激光與石英類材料的作用機(jī)理，探討激光工藝參數(shù)對(duì)加工質(zhì)量的影響。并通過工藝參數(shù)與工藝路線的優(yōu)化，制備高質(zhì)量的光纖微結(jié)構(gòu)。
　　 本文的主要研究?jī)?nèi)容

2、與結(jié)果如下:
　　 (1)通過理論與實(shí)驗(yàn)研究，詳細(xì)探討了激光加工參數(shù)，諸如光闌、能量密度、焦平面位置、重復(fù)頻率、脈寬、掃描速度等對(duì)微加工的影響。找到了適宜光纖微加工的光闌直徑、焦平面位置等最佳工藝參數(shù)值或范圍，為制備高質(zhì)量的光纖微結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。
　　 (2)開展了基于飛秒激光光纖微加工的實(shí)驗(yàn)與機(jī)理研究，引入自聚焦、自陷、脈沖累積效應(yīng)、等離子體等物理現(xiàn)象來闡釋飛秒激光與石英材料的相互作用。從光纖的圓柱體形狀方面著手分析了

3、實(shí)際光斑與理論光斑產(chǎn)生差異的原因;與實(shí)驗(yàn)結(jié)合，計(jì)算出了光纖的燒蝕閾值、光吸收長(zhǎng)度系數(shù)、“時(shí)間閾值”、“深度系數(shù)”等參數(shù)。
　　 (3)通過實(shí)驗(yàn)，探討了飛秒激光制備光纖三維微結(jié)構(gòu)的工藝。利用飛秒激光采用多種手段制備微孔，實(shí)驗(yàn)證明“結(jié)像面”法能夠改善微孔的圓度;不僅理論分析了錐孔、直孔的形成，而且得到了改善微孔垂直度的工藝路線;建立數(shù)學(xué)模型，利用Matlab模擬飛秒激光加工光纖微孔的截面;在專用光纖旋轉(zhuǎn)夾具的輔助下，探討了螺紋、環(huán)狀