耶拿大学的光子学和应用物理实验室使用OpticStudio在超快体激光加工中获得精度

大块激光加工实验——使用高功率、高频脉冲持续时间“超快”激光器对致密材料进行切割、钻孔、雕刻或其他结构修改——是德国耶拿弗里德里希·席勒大学两所学校最近的实验重点:应用物理研究所(IAP)和阿贝光子学中心(ACP)。这些实验的目标是选择或制造一种镜片，其特性可以抵消特定光学设计所特有的像差。使用开源解决方案，该团队成功地设计和开发了高质量的激光系统，该系统能够以最小的变化误差可靠地处理大块物体。

挑战

成功的激光加工依赖于对激光聚焦光场分布的准确预测。一些激光处理系统组件可以引入像差(畸变)在激光束拉长的焦点位置的光束超出其预期的圆形表示。因此，通过有效地移动或分散激光的预期路径，可以降低精度。库存透镜经常产生的像差是在公差范围内的标准光学系统，但不是高功率激光器。在许多光学应用中，定制光源有助于补偿这些像差。对于激光系统来说，这不是一个选择。在加工过程中，聚焦材料(称为“体积”)也会产生影响精度的球差，尤其是在加工厚物体时。

Ansys使用的产品

• opticStudio溢价

工程解决方案

为了解决这些挑战，需要选择或制造具有抵消特定光学设计特有的像差特性的透镜。在开发的每个步骤中，对提出的设计进行了光线追踪分析，以找到能够产生具有处理脆性材料所需精度的系统的因素。该团队在OpticStudio中使用光线追踪算法，然后选择处理条件来测试特定的系统参数，包括透镜、处理深度和空间光调制器偏移量，这些参数在OpticStudio分析中被量化为负像差和偏移像差

好处

•使用开源解决方案可实现高质量的激光系统，该系统可以快速可靠地处理大块物体，且验证误差最小。
•在OpticStudio中迭代负像差的加工条件，为确定实现超快激光加工设计解决方案的最佳条件扫清了道路。
•OpticStudio中成功的光线追踪生成的数据可用于通知其他系统设计领域，包括在新兴制造形式中处理大块材料的关键要求。