Hochpräzises Laserschneiden von Quarzglasplatten

Hochpräzises Laserschneiden von Quarzglasplatten ist eine Methode zur Präzisionsbearbeitung von Quarzglas mittels Lasertechnologie. Diese Methode wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, bei mikrooptischen Komponenten, im Militär und in anderen Bereichen eingesetzt, da sie die Vorteile einer hohen Hitzebeständigkeit, eines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einer guten Isolationsleistung bietet.

Die Laserschneidtechnologie für Quarzglasplatten umfasst hauptsächlich zwei Arten: die hochpräzise Verarbeitungstechnologie für ultraviolette Femtosekundenlaserfilamente und die hochpräzise Ablationstechnologie für gepulste CO2-Laser.

Hochpräzise Verarbeitungstechnologie für ultraviolettes Femtosekundenlaserfilament: Diese Technologie nutzt für die Verarbeitung einen ultravioletten Femtosekundenlaser mit einer Wellenlänge von 343 nm. Der Einfluss der Laserfokusposition, der Pulsenergie, der Wiederholungsrate, der Scangeschwindigkeit und der Scanzeiten auf die Schadensmorphologie von Quarzglasfasern wurde durch Experimente untersucht. Darauf aufbauend wurden die Prozessparameter optimiert, um ein schnelles Schneiden und Bohren zu erreichen. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einer konstanten Laserwiederholungsrate die Beschädigung der optischen Faser umso größer ist, je höher die Impulsenergie ist. Bei konstanter Pulsenergie ist die Tiefe der Faserschädigung umso größer, je höher die Wiederholungsfrequenz ist. Die Verringerung der Scangeschwindigkeit erhöht die Schadenstiefe, erhöht aber auch die Menge an geschmolzenem Material auf der bearbeiteten Oberfläche. Durch eine Erhöhung der Scanfrequenz kann die Verarbeitungsqualität deutlich verbessert werden.

Hochpräzise Ablationstechnologie mit gepulstem CO2-Laser: Diese Technologie verwendet einen gepulsten CO2-Laser, um eine hochpräzise Ablation auf Quarzglas durchzuführen. Experimentelle Überprüfungen haben gezeigt, dass durch Steuerung der Überlappungsrate eine hochpräzise, ​​örtlich gleichmäßige Ablation erreicht werden kann und durch Steuerung der Laserleistungsdichte unterschiedliche Ablationstiefen im Nanometerbereich erzielt werden können. Diese Technologie zeigt großes Potenzial bei der Oberflächenbearbeitung von Quarzglas, insbesondere bei der Erzielung ultraglatter Oberflächen.

Diese beiden Lasertechnologien bieten erhebliche Vorteile bei der hochpräzisen Bearbeitung von Quarzglas und können die strengen Anforderungen an Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität in der Luft- und Raumfahrt, bei mikrooptischen Elementen, im Militär und anderen Bereichen erfüllen.

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