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Feedback-control-based laser multi-focus energy manipulation using a spatial light modulator
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AI
DOI：10.1016/j.optlastec.2025.113515.png)
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摘要
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激光多焦点技术能够将激光能量分割到多个焦点位置，因此在实现并行激光加工和高速成像应用中发挥着关键作用。在这些技术中，多个焦点位置是利用具有专门设计相位调制图案的空间光调制器（SLMs）产生的。这些图案可以通过相位分割方法直接生成，无需迭代相位检索过程。然而，多焦点点的能量均匀性对入射激光质量、光学系统缺陷和外部干扰敏感。为解决此问题，本研究提出了一种带反馈控制算法的多焦点能量调控方法（MEMFA）。在所提出的方法中，利用多焦点图像的反馈来迭代调整SLM相位图案中扇区的角比例，以实现期望的多焦点能量分布。实验结果表明，3 × 3多焦点均匀性得到显著改善，均方根偏差（RMSD）从46.1 %降至1.06 %。此外，收敛在四个时间步内实现。研究表明，MEMFA还能实现多焦点阵列中的目标非均匀能量分布，3 × 3和5 × 5阵列的RMSD值分别为1.85 %和1.35 %。最后，通过将5 × 5多焦点阵列扫描至由2500个激光点组成的2.5 × 2.5 mm²区域内，展示了大规模多焦点能力。总体而言，结果表明MEMFA能够操控并维持先进并行激光加工应用所需的多焦点能量质量。
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5
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