Xác định điểm hội tụ của chùm laser với độ chính xác cao bằng xử lý ảnh tạo bởi ma trận vi thấu kính

Tóm tắt

Gia công vật liệu không tiếp xúc bằng laser đã được ứng dụng nhiều trong thực tế. Đây là kỹ thuật hội tụ năng lượng ánh sáng công suất cao vào một diện tích nhỏ trên bề mặt chi tiết hay còn được gọi là phương pháp gia công cắt laser, hàn laser hoặc quét bề mặt. Một trong những mục tiêu chính của việc xác định điểm hội tụ đó là hệ thống có thể phát hiện nhanh và chính xác điểm hội tụ trên bề mặt chi tiết gia công. Để nâng cao độ chính xác và hiệu quả của việc phát hiện điểm hội tụ trong gia công laser, nghiên cứu này mô phỏng hệ phát hiện điểm hội tụ chùm tia laser
bằng cách sử dụng ma trận vi thấu kính. Nghiên cứu sử dụng quang hình học để khảo sát ảnh hưởng của ma trận vi thấu kính tới vị trí điểm hội tụ, sau đó dùng phương pháp xử lý ảnh kiểm tra lại bằng mô phỏng trong OpticStudio. Phát hiện của chúng tôi cho thấy, độ chính xác vị trí điểm hội tụ của chùm tia laser dựa trên ma trận vi thấu kính khá cao, với sai số 2,9% so với tính toán lý thuyết. Đồng thời, mô hình mô phỏng là một tham khảo có giá trị để tinh chỉnh các thông số của hệ quang học trong các ứng dụng cần đo chính xác vị trí tiêu cự.