作者单位
摘要
吉林大学电子科学与工程学院,吉林 长春 130012
飞秒激光直写光波导是实现三维光子集成芯片(PIC)的重要技术手段。PIC集成度的提升受弯曲波导曲率半径的限制。为了实现大曲率低损耗弯曲波导的飞秒激光直写,提出多次激光修饰增强波导芯层与包层折射率对比度的方法来优化芯层的横截面折射率分布。在20 mm曲率半径下,实现S型弯曲波导低至0.64 dB/cm的弯曲损耗。该方法在降低弯曲波导损耗方面拥有巨大潜力,对于提升PIC的集成度具有重要意义。
光学制造 光波导 飞秒激光直写 大曲率 弯曲损耗 截面控制 
中国激光
2024, 51(16): 1602403
作者单位
摘要
1 吉林大学电子科学与工程学院,集成光电子学国家联合重点室,吉林 长春 130012
2 清华大学精密仪器系,精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
随着人工智能技术的不断发展,激光工业制造的智能化已成为重要趋势。机器学习作为人工智能的主要技术之一,已经在相关领域得到了广泛应用,并促进该领域实现巨大突破,推动下一代激光微纳加工技术的发展。为此,本文综述了机器学习在激光微纳加工领域各工艺过程中的重要应用,包括激光微纳加工参数优化与工艺窗口预测、加工过程的实时监测与控制、加工结果的预测以及辅助物理机制的研究,总结并展望了当前已有的机器学习与激光微纳加工交叉方向的改进方案,以及未来可能出现的机器学习与激光微纳加工交叉技术的进一步应用。
激光技术 光学制造 微纳加工 过程控制 人工智能 机器学习 
中国激光
2023, 50(20): 2000001
宋鹏 1白杨 2杨超 1李闯 1[ ... ]郭杰 1
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
大口径离轴非球面反射镜进行高精度车削过程中,由离心力引起的微米级面形误差变得尤为重要。为了减小离轴非球面反射镜在车削过程中受离心力变形而引起的面形误差,对离轴非球面铝合金反射镜开展了单点金刚石车削工艺研究。通过分析离心力产生机理,构建了抑制离心力坐标变换加工模型;利用有限元仿真的方法优化了坐标变换的平移位移和旋转角度,最后基于优化结果对口径320 mm的RSA6061铝合金离轴非球面反射镜进行车削实验,获得了面形精度为RMS 0.198λ(λ=632.8 nm)的离轴非球面铝合金反射镜,验证了该优化加工方法的有效性。上述优化方式能够显著提高单点金刚石车削加工大口径离轴非球面反射镜的加工精度。
光学制造 离轴非球面 离心力误差 金刚石车削 optical manufacturing off-axis aspheric surface centrifugal force error diamond turning 
红外与激光工程
2023, 52(7): 20220888
作者单位
摘要
湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,湖南 长沙 410082
为了揭示曲面复眼玻璃透镜光学精密模压过程中各个子眼应力分布变化状况,通过建立有限元模型,应用MSC.Marc有限元软件对不同工艺参数下的玻璃透镜模压、保压阶段进行了仿真研究,得到了温度、模压速率、模压力对各子眼应力的影响规律和模压力、位移曲线。然后,对不同模压方式下应力变化过程进行研究,发现在球形预形体变形量较大的场合,恒速率模压工况会出现随下压量增加导致外力过大、阻碍应力松弛的现象。最后,对保压阶段进行研究,得到了不同保压力对填充效果和子眼应力分布的影响规律。
光学制造 复眼透镜 模压成形 有限元分析 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0522002
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密与物理研究所,吉林 长春 130033
硒化锌晶体作为常用的红外晶体材料,广泛应用于红外光学系统中。为了提高硒化锌晶体的加工质量及加工效率,提出了将磁流变抛光(MRF)与传统数控抛光(CCOS)技术相结合的方法,通过多组正交实验配置硒化锌晶体的磁流变抛光液,对一块口径为50 mm的硒化锌晶体展开磁流变抛光,再针对磁流变抛光后的表面痕迹进行传统数控抛光,在正压力为0.05~0.1 MPa范围内,经过30 min均匀抛光,硒化锌晶体的表面粗糙度由3.832 nm降低到1.57 nm,粗糙度得到明显改善。该方法有效提高了非球面硒化锌晶体的加工效率并改善了加工后的表面质量,对硒化锌晶体的非球面超精密加工具有重要的参考价值。
光学制造 非球面硒化锌 磁流变抛光 粗糙度 optical manufacturing aspheric zinc selenide magnetorheological finishing roughness 
红外与激光工程
2022, 51(9): 20220531
作者单位
摘要
1 之江实验室智能芯片与器件研究中心,浙江 杭州 310023
2 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
双光子激光直写技术以其高精度、高灵活性的特点在科研领域被广泛应用,但较低的直写速度制约了其在工业领域的应用与发展。本团队基于转镜扫描系统设计并验证了一套高速双光子激光直写光刻系统,该系统基于空间光调制器与多通道声光调制器的联合调控,实现了六通道并行刻写功能,且每个通道可独立调控,调控频率可达MHz以上。实验结果表明,每通道直写速度最高可达7.770 m/s,刻写特征尺度最小为150 nm,并行刻写时的最高直写速度可达46.62 m/s。此外,本团队基于反射式像旋转器设计了一种高精度调节通道间距的方法,调节精度优于1 nm。
光学制造 微纳加工 双光子激光直写 多光束并行制造 
中国激光
2022, 49(22): 2202009
杨婷 1,2,3孙丽娜 1,*代国朋 1,2,3吕孝峰 1,2,3王晓朵 2,3,**
作者单位
摘要
1 东北大学机械工程与自动化学院,辽宁 沈阳 110819
2 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁 沈阳 110016
3 中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁 沈阳 110016
基于飞秒激光单脉冲多光子聚合原理加工出了高纵宽比的微柱阵列,将其与毛细力自组装相结合,有效实现了单细胞阵列的原位限域捕获;通过优化激光加工参数,实现了锥状微柱阵列的高效率加工,并研究了不同激光功率下微柱直径随高度的变化规律;通过优化微柱阵列参数,实现了基于毛细力自组装原理的三维图案化微结构阵列的高通量制备。在此基础上,本团队进行了二氧化硅微球、乳腺癌细胞(MCF-7)单细胞阵列的原位限域捕获实验验证。荧光成像及扫描电子显微镜的表征结果显示,所提方法可以简单、高效地实现单细胞阵列的高通量原位捕获。本研究提供了一种简便、高效的单细胞阵列原位捕获方法,有望应用于生物医学领域单细胞尺寸的相关研究上。
激光技术 医用光学 光学制造 多光子聚合 毛细力 自组装 单细胞 原位捕获 
中国激光
2022, 49(24): 2407104
作者单位
摘要
中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
用于惯性约束聚变的高功率固体激光装置需使用上万件大口径光学元件,激光装置极端的设计性能对光学元件提出了全空间频段(空间频率范围为μm-1级至 m-1级)精度指标和高抗激光损伤的制造要求,形成确定性、高性能的强激光光学元件制造能力是制造激光装置的基础。总结了近年来大口径高功率激光光学元件超精密制造技术及装备方面的研究进展,重点介绍了超精密磨削成形技术、保形快速抛光技术、确定性抛光技术、晶体超精密切削技术及低缺陷制造技术,并分析了高功率激光光学元件制造的未来发展趋势。
测量 先进光学制造 高功率激光 超精密制造 
光学学报
2022, 42(17): 1712004
作者单位
摘要
中国科学院大学 光电技术研究所,四川 成都 610209
等离子体加工技术是近年来发展起来的先进光学制造技术,具有快速缓解或去除传统光学加工方法导致的表面/亚表面损伤,以及高效、高精度和高分辨率修整光学面形的优势。从等离子体光学加工基本原理出发,基于等离子体激发频率与特征对发生器进行了简要叙述;进一步对各研究机构在等离子体加工技术涉及的射流特性、界面物化反应、损伤去除机理、去除函数、加工热效应和工艺定位等关键技术研究内容及成果进行分析,并对等离子体的新型光学加工技术进行介绍。随着研究的不断深入,构建多物理场和化学反应综合作用下的等离子体加工模型,揭示表面等离子体特性分布与去除函数的内在联系,从而建立准确的去除函数模型,是提高修形精度的发展方向,研究热效应控制方法和补偿策略在降低由热效应带来的修形误差方面起到了重要作用。
先进光学制造 等离子体加工 等离子体发生器 去除函数 热效应 advanced optics fabrication plasma processing plasma generator removal function thermal effect 
应用光学
2022, 43(3): 359
周国尊 1†何敏菲 1†杨臻垚 2曹春 2[ ... ]刘旭 1,2,**
作者单位
摘要
1 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
2 之江实验室超级感知研究中心,浙江 杭州 310023
3 暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室,广东 广州 510000
利用边缘光抑制技术,设计并研制了一套双光束激光三维直写光刻系统。该系统含有高速扫描振镜和三维纳米压电平台两组扫描机构,可以根据不同加工需求完成多种扫描模式下的微纳结构制造。分析了光刻光束中激发光与抑制光的能量变化对加工精度的影响,通过对光刻光束能量的精确控制,实现了基板表面最小线宽为64 nm的均匀线条和线宽为30 nm的悬浮线的稳定加工,加工结构的线宽变化符合理论预期。该系统在进行实用器件加工时,最高加工产率可达到0.6 mm2/min。使用该系统加工制造了多种微纳结构,证实了其具备加工大深宽比周期结构、复杂曲线结构和不规则三维结构的能力。
激光技术 光学制造 受激发射损耗 激光直写 微纳光学器件 
中国激光
2022, 49(2): 0202001

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