衍射光学元件用于卷烟在线激光打孔中问题的研究

王 川，刘曙光，李入作，杨世晗，孙博文

(江苏中烟工业有限责任公司南京卷烟厂，江苏 南京 210019)

在烟支水松纸上设计N排烟气稀释孔，是降低焦油量的有效手段。相较于离线打孔，在线打孔可有效提高设备运行效率、稳定产品质量。在线激光打孔技术具有孔型齐、通风度稳、生产效率高等特点[1]，能够有效保证打孔质量。该技术在烟草行业乃至轻工行业均处于领先地位，因此对于应用该技术出现的问题,鲜有实践经验借鉴，更乏理论研究参考。

GD121A型卷烟机组使用的在线激光打孔机选择衍射光学元件(diffractive optical element，DOE)作为聚焦镜片，进而实现双排打孔。衍射光学元件是一种发展迅速的新型光学元件，能够形成多个衍射级次[2]，是现代光学中的研究热点。其理论基础是20世纪80年代中期提出的二元光学理论，该理论的提出为消除色差、球差等像差提供了新的发展思路[3-4]。受限于衍射效率不高、加工难度大等问题，衍射光学元件的应用一直受限。近年来随着衍射光栅技术[5]、全息术[6]、傅里叶光学[7]和计算全息[8]等技术的发展，衍射光学理论不断发展，对衍射光学元件的研究也已达到实用化水平。与理论研究一派繁荣形成鲜明对比的是寥寥无几的应用研究，甚少有文献从使用者的角度探讨该类元件存在的问题及其解决方法。

在实际卷烟生产过程中，发现GD121A型机组烟支水松纸表面有肉眼可见的无用灼烧痕迹，导致卷烟通风度稳定性较差。为提升产品质量，优化衍射……