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【发明授权】基于热力学的方法测量飞秒激光加工材料温度的装置和方法_中国科学院上海光学精密机械研究所_202010964042.2 

申请/专利权人:中国科学院上海光学精密机械研究所

申请日:2020-09-14

公开(公告)日:2022-12-02

公开(公告)号:CN112229538B

主分类号:G01K11/00

分类号:G01K11/00;G01F19/00

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.12.02#授权;2021.02.02#实质审查的生效;2021.01.15#公开

摘要:本发明公开一种测量飞秒激光加工过程材料温度的装置和方法。适用于飞秒激光加工材料过程中的温度测量。装置简单,操作方便,测量准确可靠。本装置设计利用了热力学的基本原理,通过测量飞秒激光脉冲进入腔体的总能量,和加工过程中气体做功量,换算得到飞秒激光产生的热量,进一步计算得到材料去除过程中的温度。该装置具有良好的气密性,可以准确捕获,在飞秒激光加工过程中材料气化产生气体瞬间膨胀的体积。通过累计测量,提高测量的精确性和可靠度。通过上气阀和下气阀的设计保证了在加工过程中,腔体内部压强为标准大气压,为后续公式计算提供方便。

主权项:1.一种基于热力学的飞秒激光加工材料温度测量装置的温度测量方法,该温度测量装置,包括供待测材料放置的腔体2、气体测量筒3、上气阀5和下气阀6;所述的腔体2底部设有底盖1,该底盖1上设有进气孔,该进气孔与下气阀6连接,所述的腔体2的上部设有出气孔,该出气孔通过所述的上气阀5与气体测量筒3连通,在所述的气体测量筒3内还可以可滑动的具有气密性的活塞4;所述的腔体2的侧面设有通光玻璃8;其特征在于,该方法包括如下步骤:a.打开底盖,将待测材料放置在底盖上,加工面对准通光窗口;b.合上底盖,确保腔体和气体测量筒内的气密性,读取气体测量筒内活塞此时的度数;c.将通光窗口对准飞秒激光,使得飞秒激光物镜对焦于待加工材料,开光控制脉冲数量脉冲间隔进行测量;d.当脉冲数量为N时,记录此时的活塞度数,将两次活塞的度数求差得体积为V;e.计算待测材料加工时的温度T,公式如下:T=U-P*V*VmCm*V,其中,U为激光脉冲能量,Cm为气体摩尔热容,Vm为标准大气压下的气体摩尔体积,P为标准大气压。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于热力学的方法测量飞秒激光加工材料温度的装置和方法

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