近期，中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中⼼实验室，在激光近⽆应⼒烧蚀理论及⼯艺研究中取得新进展。该研究⾸次揭示了激光烧蚀过程中加⼯形貌和残余热应⼒的分布⾏为及演变规律。
相关研究成果以Theoretical and experimental investigations in thermo-mechanical properties of fused silica with pulsed CO2 laser ablation为题，发表在《光学快报》（Optics Express）上。随着现代光学技术的发展，熔⽯英光学元件被⼴泛应⽤于⾼功率激光系统。
⽽随着光学元件表⾯质量要求的不断提升，⼦孔径抛光技术不可避免地会引⼊杂质污染，影响了元件在⾼功率光学系统中的性能。当前，激光加⼯具有⾮接触和⽆抛光辅料的优势，有望成为突破现有加⼯瓶颈的关键技术，但现有的激光烧蚀和激光抛光技术均会引⼊残余热应⼒，严重缩短元件的使⽤寿命，对激光精密加⼯提出了挑战。
该研究建⽴了激光烧蚀的三维多物理场耦合模型，通过光学迟滞和应⼒双折射对烧蚀后的热应⼒进⾏了量化，获得了有/⽆热应⼒的加⼯判据。该模型揭示了不同加⼯参数下应⼒及形貌的时间/空间分布及其演变规律，得到的模拟结果与实验结果吻合较好（误差⼩于10%）。本成果有助于剖析激光烧蚀过程，为实现⾼表⾯质量和近⽆热应⼒的激光烧蚀奠定了理论基础，对光学元件超精密制造有重要意义。
研究⼯作得到国家重点研发计划、国家⾃然科学基⾦和上海市启明星扬帆计划等的⽀持。