尽管在过去的几十年里，人们对激光及其应用进行了大量的研究，但科学家们仍难以准确、直接地观察到激光与材料相互作用的细微细节。近期，日本东京大学的Makoto Kuwata-Gonokami等人首次提出了一种低成本的激光加工形态学分析方法，可以极大的提高激光切割或蚀刻加工的准确性，有望将其应用于实验室、商业和工业等各个领域。
激光作为20世纪最伟大的发明之一，已经渗透在现代世界的各个行业当中，且由于激光操作的精度远高于同等的物理工具，因此对制造业来说更是至关重要。然而这种精度在理论上还可以得到一定程度的提升，其中一个重要途径便是通过更准确的获得激光与材料相互作用的反馈来实现更大的控制权和更少的不确定性。
图 （左上）测量激光的通量；（左下）激光在材料上蚀刻；（右下）通量和孔深的叠加测量值；（右上）确定通量和孔深的关系
但通常情况下，为了测量激光切割表面的深度，需要对数十个甚至数百个深度进行分别读数，这无疑给快速、自动化的激光生产系统造成了巨大的阻碍。
为了解决这一问题，东京大学的相关研究人员试图通过尽可能少的信息来确定激光孔的深度，在这一目标的驱使下，他们选择了对激光脉冲通量（即脉冲在目标区域内传递的光能）的信息进行探测和收集，且选择了一种相对简单且成本较低的Raspberry Pi Camera Version 2相机对其进行观测：当激光在蓝宝石表面进行蚀刻时，首先利用相机对激光脉冲的通量分布进行观测并记录；其次利用激光显微镜对蚀刻孔的形状进行测量；最后将两个结果进行叠加，并利用现代的数据处理方法对该数据集进行分析，从而准确的确定激光通量与孔深之间的关系。
“该方法可以从一次测量中提取大约25万个数据点，而不是十次或数百次，这一发现是提高激光加工可控性的重要一步”，东京大学物理系的Junji Yumoto教授说。“我们的新方法不仅可以有效地为机器学习提供大数据，还可为提高激光加工的精度和可控性提供新的数值模拟方法。”
原文来源于phys.org，由光电汇编辑王越编译，如需转载请注明。
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