[發(fā)明專利]一種v型槽光纖包層激光微納加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011301915.8
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112496530B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明;李珣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046;B23K26/064;B23K26/067;B23K26/073;B23K26/36
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

1.一種基于v型槽光纖包層激光微納加工系統(tǒng)的v型槽光纖包層激光微納加工方法，v型槽光纖包層激光微納加工系統(tǒng)，包括激光器，依次設(shè)置在激光器出射光路中的變倍擴束鏡(1)、可變圓形光闌(2)與分光鏡(3)，以及設(shè)置在分光鏡(3)透射光路中的光學(xué)整形元件(4)與設(shè)置在分光鏡(3)反射光路中的聚焦鏡(6)；

激光器出射激光至變倍擴束鏡(1)，經(jīng)變倍擴束鏡(1)調(diào)整激光光束直徑后經(jīng)過可變圓形光闌(2)后透過分光鏡(3)進入光學(xué)整形元件(4)，光學(xué)整形元件(4)將激光高斯光斑整形成三角形平頂光，后依次經(jīng)光學(xué)整形元件(4)及分光鏡(3)反射至聚焦鏡(6)，聚焦鏡(6)將加工光束聚焦至工作面；

其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、按照需要加工的微槽尺寸，確定聚焦后三角形平頂光光斑的外接圓直徑D₀；

步驟2、根據(jù)公式1計算擴束光斑直徑D；

其中D₀為聚焦后三角形平頂光光斑的外接圓直徑，M²為光束質(zhì)量因子，f為聚焦鏡(6)的焦距，K為一個折射率函數(shù)；

步驟3、根據(jù)ε＝D/D′設(shè)置變倍擴束鏡(1)的倍率ε，其中D′為激光器的出射光斑直徑；

步驟4、設(shè)置可變圓形光闌(2)的通光直徑為D；

步驟5、在光學(xué)整形元件(4)上加載外接圓直徑為D的三角形平頂光全息圖；

步驟6、開啟激光器，激光光束經(jīng)變倍擴束鏡(1)擴束為直徑等于D的光束后再經(jīng)過可變圓形光闌(2)垂直入射至光學(xué)整形元件(4)，光學(xué)整形元件(4)將激光光斑由高斯光斑整形為外接圓直徑為D的三角形平頂光；

步驟7、經(jīng)光學(xué)整形元件(4)整形后的三角形平頂光經(jīng)光學(xué)整形元件(4)及分光鏡(3)反射，至聚焦鏡(6)，輸出聚焦光斑尺寸為D₀的三角形平頂光直接作用于光纖表面；

步驟8、控制激光束沿光纖軸向方向移動，在光纖表面加工出V型槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的v型槽光纖包層激光微納加工方法，其特征在于：v型槽光纖包層激光微納加工系統(tǒng)還包括位于分光鏡(3)與聚焦鏡(6)之間的功率衰減器(5)；用于調(diào)節(jié)激光光束能量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的v型槽光纖包層激光微納加工方法，其特征在于：所述光學(xué)整形元件(4)為空間光調(diào)制器。