針對飛秒激光振鏡加工系統中聚焦透鏡焦深短等原因導致微孔加工深度不足的問題,提出了一種基于高損傷閾值空間光調制器加載菲涅爾透鏡相位進行焦點軸向調控的加工方法 .通過加載不同焦距的菲涅爾透鏡相位圖,控制焦點以100μm為間隔進行焦點軸向位移,隨著加工深度的增加控制焦點向下移動,并開展了相應的實驗加工和測試.實驗結果表明,采用該方法在保證高加工質量的前提條件下,在厚度為2 mm的不銹鋼樣件上實現了直徑約為330μm的微孔加工.該方法開辟了二維振鏡系統實現超深微孔加工的新探索,在激光加工領域有較好的應用前景.

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【部分圖文】：

圖1基于高損傷閾值空間光調制器微孔加工光路圖

實驗系統如圖1所示，實驗所采用的光源為摻Yb介質飛秒激光器（LightConversion，立陶宛），中心波長為1030nm，脈寬為200fs，最大功率為20W，最大單脈沖能量達到0.2mJ，重復頻率采用200kHz.激光光束經擴束系統擴束準直后，變為準直高斯光束，....

圖2焦點移動至不同位置處的焦斑半徑

當SLM未加載任何相位圖時，其經聚焦鏡聚焦后焦深Δf為[21]在焦深范圍內，光斑半徑和能量分布基本保持一致，因此以小于焦深大小的某一尺寸作為步進間隔均可用于加工，通過對其焦深尺寸判斷，Δz取值間隔小于200μm即可，為了方便操作本實驗中將步進間隔設置為100μm.以±2mm為例....

圖3菲涅爾透鏡相位圖（單位：m)

在焦深范圍內，光斑半徑和能量分布基本保持一致，因此以小于焦深大小的某一尺寸作為步進間隔均可用于加工，通過對其焦深尺寸判斷，Δz取值間隔小于200μm即可，為了方便操作本實驗中將步進間隔設置為100μm.以±2mm為例，通過計算得出不同Δz情況下，所需添加的菲涅爾透鏡的焦距f如表....

圖4焦點移動至不同位置的光強分布

圖3菲涅爾透鏡相位圖（單位：m)1.3實驗過程

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