Recientemente, un equipo del investigador Wei Chaoyang del Centro de Inspección y Fabricación Óptica de Precisión del Instituto de Óptica y Maquinaria de Precisión de Shanghai (SIPM) de la Academia China de Ciencias (CAS) ha realizado la fabricación de componentes de sílice fundida con alto contenido de rayos UV dañados por láser basados en sobre el proceso de caracterización y eliminación de defectos del láser de CO2. Los resultados de la investigación se publicaron en Light: Advanced Manufacturing.
El problema del daño inducido por el láser UV a los componentes de sílice fundida ha limitado gravemente el desarrollo de sistemas láser de alta potencia. El proceso actual de esmerilado y pulido por contacto inevitablemente tiene defectos de procesamiento, que son difíciles de eliminar por completo mediante el posprocesamiento, lo que reduce en gran medida el rendimiento y la vida útil de los componentes de sílice fundida.
Basado en la tecnología de ablación uniforme de baja tensión con láser pulsado de microsegundos, el equipo de investigación propuso un método de ablación por cromatografía láser para caracterizar los defectos del subsuelo y lo combinó con la eliminación rápida de materiales para lograr la eliminación completa de los defectos del subsuelo en la etapa de molienda. Posteriormente, se utilizó el método de limpieza conformal con láser para limpiar los contaminantes redepositados en la superficie extirpada, y se utilizó el pulido por fusión con láser para suavizar la trayectoria de la ablación, logrando el procesamiento flexible de enlace completo con láser de CO2 de componentes de sílice fundida. En comparación con el proceso convencional, el enlace de procesamiento con láser de CO2 puede inhibir eficazmente la introducción de defectos de procesamiento y así lograr la preparación de componentes de sílice fundida con umbrales de daño más altos. El método propuesto de caracterización y eliminación de defectos basado en láser proporciona una nueva herramienta para el estudio de defectos del subsuelo y la formulación de estrategias de supresión, y también proporciona una nueva idea para el procesamiento con pocos defectos de componentes de sílice fundida.
Este trabajo fue apoyado por el Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo de China, el Programa Yangfan de Shanghai, el Fondo Nacional para Jóvenes de Ciencias Naturales, la Fundación de Ciencias Naturales de Shanghai, el Fondo Conjunto de Astronomía y la Asociación de Promoción de la Innovación Joven de la Academia de Ciencias de China.
Progresos en la fabricación asistida por láser de componentes de sílice fundida con alta resistencia al daño del láser UV en el Instituto de Óptica y Mecánica de Shanghai (SIOM)
Fig. 1 (a) Enlace de proceso convencional; (b) enlace de procesamiento con láser de CO2; (c) Método de caracterización de defectos del subsuelo de calibre completo en 3D
Avances en la fabricación asistida por láser de componentes de sílice fundida con alta resistencia al daño por láser UV en SIPM.
Fig. 2 Comparación del rendimiento del daño entre muestras convencionales y basadas en láser: (a) probabilidad de daño 1-en-1 (355 nm, 8,3 ns); (b) morfología típica del daño.
