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基于飞秒激光双光子的微齿轮加工技术研究水Ⅻ机械工程学报孙树峰跗计薛伟把甒猵‘术,目前常用的微细加工技术包括:光固化成型技疛....温州大学机电工程学院温州:,..瑃微细加工技术是制造微机电系统甅零部件的关键技术、技术、刻蚀技术ㄊ7ǹ淌春屠胱邮刻蚀⑽⑾傅缁鸹ḿ庸ぜ际鹾图す馕⑾讣庸ぜ际等【】。年,贝尔实验室等谑匝橹惺先发现了双光子吸收现象。年,等‘首先第卷第期摘要:针对传统加工方法很难实现微机电系统琈零部件高质量加工的问题,在微细加工技术研究基础上,提出采用飞秒激光双光子聚合加工技术加工标准渐开线微齿轮的方法。采用钛蓝宝石激光器自行搭建的飞秒激光双光子加工系统,能够输出波长为的飞秒激光用于双光子聚合加工,利用砑杓票曜冀タO呶齿轮,通过理论和试验两种方法研究激光功率与单个固化点尺寸之间的关系,进而研究扫描步距与加工精度和表面粗糙度之问的关系,结果表明,激光功率越小,加工分辨率越高;扫描步距越小,加工变形越大,但表面质量提高。采用优化后的加工工艺参数加工出高质量的标准渐开线微齿轮,其表面粗糙度尺。因此,飞秒激光双光子加工技术能够为微齿轮或其他零部件的加工提供一条有效途径。关键词:双光子飞秒激光微齿轮微细加工中图分类号:.蓿;,收到修改藕.:癲.···浙江省自然科学基金憬】萍技苹
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籋赢篖一一百幻亨萋;芦堡籣恢猎评趇罾稠翻』.灰灰灰灰弧灰籎技术制作出长岬、高飞秒激光双光子加工系统的搭建出来的飞秒激光经过龈咄负~⋯等”】利用飞秒激光的微爆效应在的波纹结构。法国里昂大学的掣】利用飞将激光双光子加工技术用于微细加工领域。飞秒激光微细加工可分为飞秒激光聚合加工、飞秒激光热熔烧蚀加工和飞秒激光诱导纳米加工睁刀。日本大阪大学等【坷梅擅爰す馑ü庾游⑾讣庸娜J堤澹得飞秒激光双光子加工技术迅速成为研究热点。加工得到直径年代初,飞秒激光被用到热熔烧蚀加工领域,蚀加工出具有周期规律的光栅结构。年,通过控制光的偏振特性,即可控制这些微结构形成的颜色,该技术在雕刻、印刷、信息存储与读取领域有着广阔的应用前景。中国科学院物化技术研究所等【ü喙庾泳酆喜⑿屑庸ぜ际跫庸宽虽然国内外研究人员利用飞秒激光加工微齿轮等的研究很多,但所加工的微齿轮都不是标准渐建、加工工艺参数的优化和标准渐开线微齿轮的加飞秒激光双光子加工三维微器件是通过控制激光焦点在被加工材料内的三维扫描运动和激光束的通断来实现的。被加工材料放置在三维移动台上,台以一定的扫描策略缧姓ど琛⒙掷I璧实现微型零部件的加工。搭建的飞秒激光双光子加工系统框图如图荆孟低臣旒す饧际酢⑾微技术、超精密定位技术和疌技术于一体。脉冲宽度为矗,、光斑扩束、光闸开关和物镜聚焦等。从谐振腔收型能量衰减器,用于调节得到所需要的激光能量。一个铝板挡块构成,用于控制激光的通断,开启延和放大,扩束管前端透镜为庐糯蟊妒.。扩束光,而且能高透用大数值孔径鬉.,油浸透叻糯蟊堵步故凳奔嗍幼爸谩=柚谙晕⒕迪低常可辅助激光对焦并对加工过程进行实时监视。材料的三维移动台按照所需路径相对焦点移动,完成扫描加工。,其轴扫描分辨率为,嵘描分辨率为ぁ和嵝谐谭直鹞取】利用飞秒激光双光子聚合加工出多种微转子。取坷梅擅爰す馑ü庾泳酆蚁嗷ツ龊系奈⒆W印