最近，期刊《Optics & Laser Technology》发表了题为“Thermal analysis of in-situ laser assisted diamond cutting of fused silica and process optimization”的论文。该论文由超精密与智能制造实验室许剑锋教授、张建国教授与湖北工业大学陈肖教授等合作完成。智能制造装备与技术全国重点实验室为论文第一完成单位，博士生林创挺为论文第一作者，许剑锋教授和陈肖教授为论文共同通讯作者。

激光原位辅助金刚石切削技术利用激光对材料加热软化以提高材料可加工性，为熔石英超精密加工提供了新的途径。然而激光辅助切削过程中，工件热场分布不明，激光参数、切削参数等对加工表面质量的影响尚不清晰。对此，本研究开展了熔石英激光原位辅助切削热场和工艺参数优化的研究。首先，采用天牛须算法，并结合温度场仿真及测温实验获取熔石英热参数（吸收率、反射率等）随温度变化规律。在考虑热参数随温度变化规律后，温度场模型所获结果与实验测温结果更为接近，验证了模型的准确性。利用所构建的温度场模型进行熔石英激光作用下热场分析，得到熔石英在不同工艺参数下的表面及亚表面温度分布情况以指导后续工艺优化实验参数的选择。此外，采用方差分析、信噪比分析、粒子群优化和人工神经网络相结合的方法评价各因素对表面粗糙度的影响，进而获取熔石英激光辅助加工最优工艺参数。在最优工艺参数下，实现熔石英表面粗糙度Sa优于12.9nm的高质量加工。本研究对于提升熔石英加工表面质量具 有重要意义，进而促进熔石英在半导体光刻设备窗口、太空望远镜等超精密光学系统中的应用。

熔石英激光原位辅助金刚石切削热分析与工艺参数优化

本研究得到了国家自然科学基金(52225506)的资助。

论文信息：Lin, C., Fu, Y., He, W., Wei, J., Zhang, J., Chen, X., & Xu, J. Thermal analysis of in-situ laser assisted diamond cutting of fused silica and process optimization. Optics & Laser Technology, (2024) 172, 110539.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110539