近日，弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)宣布与日本滨松集团（Hamamatsu）合作，共同在德国启动了一个超短脉冲(USP)激光辐射先进激光材料加工应用实验室。

近期，双方合作开发了一种工业加工用途的空间光调制器(SLM)头。据悉，这种SLM头可以使用定制的动态光束整形，结合高激光平均输出功率，应用于一系列广泛的领域与场景。来自滨松的新型SLM头的平均输出功率可达150W。

图片来源：Fraunhofer ILT

超短脉冲(USP)激光辐射几乎可以以最高的精度加工任何材料。为了增加超短脉冲加工的经济效益，研究人员使用不同的硬件方法来处理超过100瓦的高平均激光功率，从而提高处理速度和降低单位成本。

实现这些大激光功率的一种惯用方法是将高能辐射分裂成许多单独的光束。这种方法已经在工业领域得以应用，特别是用于2D激光材料加工或生成周期性图案（如滤波器）。

据介绍，相位掩模（Phase masks）用于产生具有来自一个入射光束的并行光束图案。它可以动态地与SLM一起工作，也可以静态地与衍射光学元件(DOEs)一起工作。根据研究所的说法，SLM可以动态地改变相位模式，因此也可以改变波束矩阵，而静态衍射光学元件可以承受更高的平均功率。

在滨松和弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)的联合应用实验室，双方可以使用基于扫描的工艺头和集成的大功率SLM来研究制造工艺。

SLM特别适合用于开发使用USP激光辐射的制造工艺，因为光束的特性可以很轻松地适应和定制。这既适用于光束的轮廓，也适用于在一个图样中单个光束的排列。在规模化生产中，当波束形状必须动态改变，SLM就能更好地发挥优势；而如果束流参数已知且是静态的，那么衍射光学元件(DOEs)是更好的选择，因为它不敏感。

在联合应用实验室中，上述双方已经打造出了一个工业应用的原型，将用于推动制造工艺的发展。这包括一个基于扫描仪的进程头，其中集成了滨松公司的大功率SLM。SLM的头部与一个3轴机器和150W USP激光集成在一起。自5月以来，带有新SLM的系统已用于各种工艺和应用。此外，滨松和Fraunhofer ILT团队还专门研究了不同光束轮廓和聚焦直径的表面和体积烧蚀。