北京
图1 通过整形器件对入射激光的波前进行补偿
在微观尺度的激光加工和成像领域，球差很大上影响了加工效率及精度和成像效果。当激光通过加工样品表面进入样品内部的时候，由于折射率的不匹配(例如从空气到SiC内部)，折射率差会导致球差产生，球差的影响1)导致激光焦点沿光轴(纵向)拉长，破环衍射极限的聚焦特性;2)焦点发生变形后使得材料改性区域形状偏离设计目标，加工精度降低，影响微观结构功能性;3)随着加工深度增加，球差导致焦点能量密度下降，需要更大的能量才能维持加工效果;4)高数值孔径(NA)的物镜下时候，球差会更严重，进一步的限制了加工深度。
所以在SiC/Si隐切或层切，玻璃打孔及切割，光纤布拉格光栅刻写等应用领域上，需要通过LCOS-SLM等光学整形器件对其进行球差校正，来提高加工精度和效率。
来实现聚焦光斑的球差矫正
图2 在飞秒激光加工中不同深度下球差的影响。a)飞秒激光加工在Z轴方向上有无校正的加工效果;b)不同加工深度下有无校正的能量阈值变化;c)模拟了不同数值孔径物镜(NA)下有无校正的加工深度变化。
球差校正方法有多种，例如可以通过理论模型计算出补偿相位，另外也有通过逆光线追迹优化相位等方法。
图3 左图为日本滨松基于4f光路设计的LCOS-SLM的波前校正光学模块，其中LD：激光二极管，PM：棱镜，SLM：LCOS-SLM，L2，L3：透镜，M：介质镜，OL1,OL2：物镜;右图为在不同深度下有无校正下的聚焦光斑形态。
图4 滨松的X15213及X15223 LCOS-SLM
上述应用的核心器件为滨松的LCOS-SLM，滨松的LCOS-SLM具有线性度好，相位稳定性好以及极高的功率损伤阈值等特点，且成功批量的应用在高端激光加工领域中。
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