科研領(lǐng)域
衍射光學(xué)Light Sci. Appl. 10, 1 (2021) 93.
水導(dǎo)激光是微觀世界的 “精準(zhǔn)手術(shù)刀”。憑借極高的聚焦精度，它能對各類新型材料進(jìn)行納米級的切割與微加工，幫助科研人員制備高質(zhì)量的材料樣本，深入探究材料在微觀尺度下的性能，加速新型功能材料的研發(fā)進(jìn)程。
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性能水束特性：水束的直徑、穩(wěn)定性和均勻性對水導(dǎo)激光衍射有重要影響。水束直徑越小，越接近激光波長，衍射現(xiàn)象越明顯。若水束不穩(wěn)定或不均勻，會使激光在水束中的傳播路徑不規(guī)則，導(dǎo)致衍射圖樣不穩(wěn)定和能量分布不均勻。例如在微細(xì)加工中，不穩(wěn)定的水束可能使激光衍射無法精確控制，影響加工精度。 激光參數(shù)：激光的波長、功率和脈沖寬度等參數(shù)也會影響衍射。波長越長，衍射現(xiàn)象越容易發(fā)生，如在同樣的水導(dǎo)系統(tǒng)中，紅外波段的激光比紫外波段激光的衍射效應(yīng)相對更明顯。高功率激光可能會使水介質(zhì)產(chǎn)生非線性光學(xué)效應(yīng)，進(jìn)而影響衍射特性；脈沖寬度則會影響激光與水介質(zhì)相互作用的時間，超短脈沖激光與水的作用時間極短，其衍射特性可能與連續(xù)激光或長脈沖激光不同。
主 要 應(yīng) 用
精密加工中的應(yīng)用：利用水導(dǎo)激光衍射可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的材料加工。在對超硬材料進(jìn)行微孔加工時，通過控制水導(dǎo)激光的衍射，使激光能量更集中地作用于材料表面微小區(qū)域，能夠加工出更小直徑、更高精度的微孔。比如在航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片的氣膜冷卻孔加工中，利用衍射控制可以提高冷卻孔的加工精度和質(zhì)量，提升葉片的冷卻效果和使用壽命。 光學(xué)元件制造中的應(yīng)用：在制造微納光學(xué)元件時，水導(dǎo)激光衍射可用于制作衍射光學(xué)元件，如衍射光柵等。通過精確控制激光在水中的衍射過程，在光學(xué)材料表面形成周期性的衍射結(jié)構(gòu)，可用于光的調(diào)制、分束等。還可以用于制造微透鏡陣列等元件，利用衍射原理將激光能量分布進(jìn)行調(diào)控，在材料表面加工出具有特定光學(xué)性能的微透鏡結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于成像、光通信等領(lǐng)域。
