[發明專利]一種高效制備高深徑比微孔陣列的方法

在審

• 申請號: 201610040690.2
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105458529A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 姜瀾;謝乾;李曉煒
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/06;B23K26/064
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用飛秒激光貝塞爾光束高效加工高深徑比微孔陣列的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，利用軸棱錐原理，將平行入射的飛秒激光高斯光束整形為飛秒激光貝塞爾光束；

步驟二，將步驟一中空間光整形得到的貝塞爾光束通過望遠系統縮小尺寸成微貝塞爾光束，使其具有足夠高的能量進行樣品的加工；

步驟三，將加工樣品置于六維移動的平移臺上，控制平移臺帶動樣品運動，將步驟二中得到的微貝塞爾光束聚焦在被加工樣品表面；

步驟四，利用“飛行時間打孔法”，在飛秒激光貝塞爾光束單脈沖條件下，快速加工大面積高深徑比微孔陣列。

2.根據權利要求1所述的一種利用飛秒激光貝塞爾光束高效加工高深徑比微孔陣列的方法，其特征在于：所述步驟一使用錐透鏡將平行入射的高斯光束整形為焦深較長的貝塞爾光束。

3.根據權利要求1所述的一種利用飛秒激光貝塞爾光束高效加工高深徑比微孔陣列的方法，其特征在于：所述望遠系統由一個平凸透鏡和一個聚焦物鏡組成。

4.根據權利要求1-3任一所述的一種利用飛秒激光貝塞爾光束高效加工高深徑比微孔陣列的方法，其特征在于：所述加工樣品材料為PMMA、PET、PC或熔融石英。

5.一種利用飛秒激光貝塞爾光束高效加工高深徑比微孔陣列的裝置，其特征在于：包括飛秒激光系統(1)、半波片(2)、偏振分光棱鏡(3)、連續衰減片(4)、機械快門(5)、光闌(6)、錐透鏡(7)、平凸透鏡(8)、二向色鏡(9)、聚焦顯微物鏡(10)和六維精密位移平臺(12)；

連接關系：飛秒激光系統(1)、半波片(2)、偏振分光棱鏡(3)、連續衰減片(4)、機械快門(5)、光闌(6)、錐透鏡(7)、平凸透鏡(8)依次平行、同軸放置，二向色鏡(9)的中心位于經過平凸透鏡(8)的光軸上，成45°放置，光軸經二向色鏡(9)反射依次通過聚焦顯微物鏡(10)、加工樣品(11)和六維精密位移平臺(12)的中心；

光路：飛秒激光(1)產生短脈沖飛秒激光，利用半波片(2)和偏振分光棱鏡(3)的組合調整激光能量后，使用連續衰減片(4)進一步連續改變激光能量，其后的機械快門(5)用來控制激光的通斷，從而控制激光加工與否；使用光闌(6)限制高斯光束的光斑大小，使其在一定大小的光斑直徑內激光能量均勻分布；然后高斯激光平行入射進入錐透鏡(7)中，錐透鏡將高斯光束整形為貝塞爾光束；經過平凸透鏡(8)和聚焦顯微物鏡(10)組成的望遠系統將貝塞爾光束縮小為微貝塞爾光束；加工樣品(11)固定在六維精密位移平臺(12)上，移動六維精密位移平臺(12)使加工樣品(11)位于微貝塞爾光束區域。

6.根據權利要求5所述的一種利用飛秒激光貝塞爾光束高效加工高深徑比微孔陣列的裝置，其特征在于：還包括成像照明光源(13)和圖像傳感器(14)，二者組成正面成像系統，用于實時監控加工過程；成像照明光源(13)位于六維精密位移平臺(12)的下方，其發出的照明光經過加工樣品(11)、聚焦物鏡(10)、二向色鏡(9)，進入CCD圖像傳感器(14)成像。