Malgré l’énorme quantité de recherche au fil des décennies sur les lasers et leurs apps, il existe peu de moyens d’observer avec précision, efficacité et direct les détails fins de leurs interactions avec les matériaux. Pour la première fois, les chercheurs ont trouvé un moyen d’acquérir de telles données à partir d’un laser de generation à l’aide d’un équipement à faible coût qui pourrait considérablement améliorer la précision des éléments découpés ou gravés avec des lasers. Compte tenu de l’omniprésence des lasers, cela pourrait avoir de vastes implications dans les apps de laboratoire, commerciales et industrielles.



Les lasers sont utilisés dans une gamme extrêmement significant d’applications dans le monde moderne. Un domaine en particulier de in addition en plus significant est celui de la fabrication, la raison étant que le niveau de précision auquel un laser peut fonctionner est bien supérieur à celui de l’outil physique équivalent. Cependant, ce niveau de précision pourrait être encore plus élevé en théorie, conduisant à une nouvelle génération de systems encore inimaginables. Il y a cependant des road blocks à surmonter. Une manière significative d’améliorer la précision du laser est de disposer d’un meilleur moyen d’obtenir une rétroaction sur la manière dont le laser interagit avec un matériau. De cette façon, il y aurait un meilleur contrôle et moins d’incertitude dans les steps de découpe et de gravure d’un laser de generation. Ce problème s’est avéré étonnamment difficile à résoudre jusqu’à présent.

« Pour mesurer la profondeur d’une surface area coupée par un laser, il faut souvent des dizaines ou des centaines de mesures de profondeur. Il s’agit d’un impediment substantiel pour les systèmes de output rapides et automatisés à foundation de laser », a déclaré le professeur Junji Yumoto du Département de physique du l’Université de Tokyo. « Nous avons donc mis au issue une nouvelle façon de déterminer et de prédire la profondeur d’un trou produit par des impulsions laser sur la foundation d’une seule observation plutôt que de dizaines ou de centaines. Cette découverte est un pas en avant important dans l’amélioration de la contrôlabilité du traitement laser. »



Yumoto et son équipe se sont demandé remark déterminer la profondeur d’un trou laser en utilisant le minimum d’informations doable. Cela les a amenés à se pencher sur ce que l’on appelle la fluence d’une impulsion laser, qui est l’énergie optique que l’impulsion délivre sur une zone donnée. Jusqu’à récemment, un appareil d’imagerie coûteux aurait été nécessaire pour observer cette fluence, et celle-ci manquait généralement de résolution suffisante. Mais grâce aux développements dans d’autres domaines de l’électronique et de l’optique, une version 2 de la caméra Raspberry Pi relativement simple s’est avérée suffisante pour le travail.

Alors que leur appareil laser de exam faisait un trou sur du saphir, la caméra enregistrait directement la distribution de fluence d’une impulsion laser. Ensuite, un microscope laser a mesuré la forme du trou. En superposant ces deux résultats et en utilisant des méthodes numériques modernes, l’équipe a produit un ensemble de données volumineux et fiable qui pourrait vous indiquer avec précision la relation entre la fluence et la profondeur du trou.

« Cela correspondrait à l’extraction d’environ 250 000 factors de données à partir d’une seule mesure », a déclaré Yumoto. « Notre nouvelle méthode pourrait fournir efficacement des données volumineuses pour l’apprentissage automatique et de nouvelles méthodes de simulation numérique pour améliorer la précision et la contrôlabilité du traitement laser pour la fabrication. »