Специализированные лазерные лучи для обработки стекла

ИноСМИ, Лазерные технологии Комментариев к записи Специализированные лазерные лучи для обработки стекла нет
Рис. Лазерные лучи оптимизированы путем преобразования распределения интенсивности в поперечном сечении излучения для объемного структурирования стекла для изготовления трехмерных деталей. (Источник: Fh. ILT / V. Lannert)

Рис. Лазерные лучи оптимизированы путем преобразования распределения интенсивности в поперечном сечении излучения для объемного структурирования стекла для изготовления трехмерных деталей. (Источник: Fh. ILT / V. Lannert)

Вырезанное стекло с любым желаемым контуром? Без образования пыли и переделки краев? Это возможно, даже быстро, с помощью ультракоротких лазерных импульсов (USP) специальной формы. Институт лазерных технологий им. Фраунгофера ILT разрабатывает технологию, которая благодаря преломляющим и дифракционным оптическим элементам дает лазерным лучам форму, оптимально адаптированную к соответствующей задаче. Кроме того, приложения выходят далеко за рамки разделения стекла: в будущем также будут производиться прозрачные  дисплеи для автомобильной промышленности (head-up displays). При изготовлении дисплеев для смартфонов был поднят вопрос о том, как можно быстро и легко отделить закругленные  формы из закаленного стекла. Эти требования значительно продвинули разработку лазерных систем с с ультракороткими импульсами (USP), поскольку стекло можно модифицировать этими импульсами и разламывать практически по любому контуру, не выделяя отходов.

Лазерные импульсы не царапают поверхность, а создают небольшие механические напряжения внутри объема материала, что приводит к чистой кромке, когда материал отделяется. Для этого, однако, требуется специальное распределение интенсивности в лазерном луче с длинной перетяжкой и круто падающим профилем интенсивности.

Современные дифракционные оптические элементы (DOE) могут придавать свету практически любую желаемую форму. Благодаря их дифракционной структуре лазерный луч можно точно отрегулировать. Т. е., специальные профили пучка или сложные паттерны (рисунки) могут быть получены из одного пучка. Иными словами, DOE распределяет энергию одиночного луча по всей совокупности подобных частей  основного луча. Сложные дифракционные структуры являются отличительной чертой DOE. Разработка такой высокотехнологичной оптики начинается с компьютера: там ученые рассчитывают  фазовые диаграммы, которые производят желаемое распределение луча. Используя программируемый пространственный модулятор света, они затем проверяют рассчитанные структуры с помощью коррекций фазы на основе пикселей и анализируют сгенерированный луч с помощью микроскопа. После нескольких итераций оптимальные структуры ДОЭ литографически вписаны в стекло. В качестве оптики из чистого стекла DOE также можно использовать с лазерами USP мощностью более 100 Вт. В дополнение к дифракционным DOE, преломляющие оптические элементы (ROE) также обычно используются для формирования луча, потому что они могут преломлять лучи с мощностью в диапазоне нескольких 100 Вт.Обладая высокой термостабильностью, DOE и ROE приносят значительные преимущества, так как повышают производительность лазерных систем USP. Например, ученые из ILT разработали DOE, которые формируют целый массив до 196 подобных лучей из одного мощного лазерного луча USP.

Сегодня, когда когда специализированные пучки используются для обработки, эти оптические элементы открывают много новых захватывающих возможностей. Лазерные лучи USP специальной формы  могут структурировать поверхности, вносить напряжение в объемы стекла или локально изменять показатель преломления.

Ученые из института Фраунгофера вместе с кафедрой лазерных технологий LLT в Университете Аахена RWTH и партнерами из отрасли изучают, в какой степени можно формировать пучки USP лазеров . В рамках исследовательского кампуса  по цифровому фотонному производству DPP (Digital Photonic Production) — финансовой инициативы Федерального министерства образования и исследований Германии (BMBF) — Trumpf и 4jet Technologies, в частности, принимают участие в этих исследованиях и разработках.

В частности, партнеры работают над обработкой стекла для автомобильных  дисплеев, например, для автомобильной промышленности (head-up displays). Для этого специалисты проекта Femto DPP производят дефекты микронного размера в стекле. Они отражают  свет от светодиодов под определенным наклоном, так же, как это необходимо для автомобильных дисплеев. Лазер, используемый при  обработке, также можно использовать для генерации заданных точек разрушения, которые вводятся контролируемым образом для последующей быстрой резки стекла. В дальнейшем обработка должна также работать на любых изогнутых стеклянных панелях. Используя лазерные импульсы USP, команда Fraunhofer ILT освоила всю технологическую цепочку от моделирования формирования лучей до разработки установок и процессов. (Источник: Fh. ILT)

Источник: http://www.photonicsviews.com/customized-laser-beams-for-glass-processing/

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top