产品系列：可定制加工过程检测
产品型号：飞秒激光直写原位检测OCT系统
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频域 OCT-将频域 OCT 应用在激光直写技术中，证明了频域 OCT 在技工过程中可以对 3D 样品实现原位检测，并测试了加工过程中的多种因素（系统数值孔径、加工方向等）对最终结果的影响
引文：OCT 光源通常是可见光，常见的应用是眼科检测。OCT 的工作原理依赖于样品散射光与参考光的干涉，常用的干涉仪结构包括迈克尔逊干涉仪等等。OCT 大体上可以分为两类，一类为时域 OCT，另一类为频域 OCT。时域 OCT（TD-OCT）利用低相干光源，需要将参考臂不断轴向移动，来调整与样品臂之间的光程差，最终实现三维成像，因此速度较慢；频域 OCT（FD-OCT）则通过对测量光谱进行快速傅里叶变换获得轴向信息，因此不需要扫描，成像速度相比时域 OCT 大幅度提升。
图一：FD-OCT 的系统组成
首先在 3D 打印之前，利用 OCT 对光刻胶进行成像；之后再将 OCT 成像用于多种多样的 3D 结构。为了模拟“原位”的条件，对这些 3D 结构的测试都在激光加工和洗去光刻胶之前进行。
在成像过程中，观察到了聚合物（光刻胶）-单体界面的反射率随时间变化，并利用梯度折射率和转移矩阵方法建模。为了优化成像系统，还针对 3D 目标样品测试了有效成像孔径，并讨论了加工过程中的参数对成像对比度的影响并展示了 OCT 辅助的 3D 微结构重建结果。
图2：OCT 辅助下加工的两种不同微结构样品
为了测试 OCT 辅助的激光加工效果，选取了一系列不同特征的3D微结构样品，包括半球、正方体、阶梯等等，还有一些较为复杂的模型。利用半球模型成功计算了成像系统的有效数值孔径为 0.22；利用两种不同加工方向的正方体，发现，加工方向保持不变的模型可以更好地利用 OCT 重构，而加工方向变化的样品在 OCT 中只能显示出表面。
为了测试光散射对整个加工-重构过程的影响，还测试了一列阶梯状的 3D 样品，结果发现加工时的切片厚度也对加工的结果有很大的影响。在对这些基本形状的 3D 结构进行测试之后，还对更复杂一些的3D样品进行了测试（图2）。
为了实现更高速同时高精度的激光加工，将频域 OCT 应用在激光直写技术中，频域 OCT 在技工过程中可以对 3D 样品实现原位检测，并测试加工过程中的多种因素（系统数值孔径、加工方向等）对最终结果的影响。对 3D 激光加工效率、精度的提升有着重要的意义，实现了过程观察。
参考文献
Zvagelsky et al. Light: Advanced Manufacturing (2022)3:39