[發(fā)明專利]一種超快激光定點(diǎn)照射裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710794937.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107796761B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊仲維;張鴻博;趙水;連富強(qiáng);白振岙;康治軍;麻永俊;許東暉;馬有瑄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電研究院;中科和光（天津）應(yīng)用激光技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/01
• 分類號(hào): G01N21/01
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明提供一種超快激光定點(diǎn)照射裝置，包括超快激光器、第三反射鏡和轉(zhuǎn)臺(tái)；所述第三反射鏡設(shè)于所述超快激光器的激光光路上；所述轉(zhuǎn)臺(tái)可沿一轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)上固定有反射鏡組和凹面反射鏡，凹面反射鏡中心距轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離為所述凹面反射鏡曲率半徑的一半，所述反射鏡組用于將第三反射鏡的反射激光傳輸至凹面反射鏡，反射鏡組傳輸至凹面反射鏡的反射激光光束為平行于凹面反射鏡光軸的近軸光束，反射鏡組傳輸?shù)姆瓷浼す饨?jīng)凹面反射鏡反射后匯聚至所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸。通過(guò)將平面反射鏡組和凹面反射鏡按照規(guī)則固定在一轉(zhuǎn)臺(tái)上，使轉(zhuǎn)臺(tái)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，只要入射入轉(zhuǎn)臺(tái)的激光角度不變，則經(jīng)平面反射鏡組和凹面反射鏡后的激光照射點(diǎn)位置不變，使得激光方向可變。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超快激光技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種超快激光定點(diǎn)照射裝置。

背景技術(shù)

在科學(xué)研究領(lǐng)域中，激光是一種非常重要的激發(fā)光源，通過(guò)逐步改變激光照射或激發(fā)樣品的方向，從而探測(cè)獲取反映樣品材料性能變化的關(guān)鍵特征信息或圖譜，成為揭示新科學(xué)現(xiàn)象的一種重要方法。尤其在超快時(shí)間分辨的研究中，其不同脈沖之間精確的時(shí)間延遲同步控制也至關(guān)重要。

超快脈沖激光由于具有極短的脈沖寬度、較高的峰值功率，在科研及工業(yè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。在微加工領(lǐng)域中，超快激光與物質(zhì)相互作用時(shí)，其作用時(shí)間極短，熱效應(yīng)很小，降低被加工材料的熱損傷，大大提高加工精度，調(diào)節(jié)激光以不同方向、不同角度照射樣品，可實(shí)現(xiàn)材料的三維立體加工。例如：在生物化學(xué)、生命科學(xué)、新材料等領(lǐng)域存在重要應(yīng)用的X射線探測(cè)中，需要使用超快脈沖激光與高能電子束團(tuán)碰撞產(chǎn)生飛秒級(jí)X射線脈沖，可用于分析原子尺度上的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。由于X射線脈沖寬度很大程度上由超短脈沖激光穿過(guò)電子束的渡越時(shí)間決定，因此，改變激光脈沖和高能電子束團(tuán)的碰撞角度可以產(chǎn)生不同脈沖寬度的X射線。

現(xiàn)有技術(shù)中的激光三維加工裝置中，雖然也能夠?qū)崿F(xiàn)激光方向的調(diào)整，但是并不能實(shí)現(xiàn)在調(diào)整過(guò)程中保持激光定點(diǎn)照射這一特征，往往在激光方向調(diào)整后還需要進(jìn)行定點(diǎn)校準(zhǔn)，且在調(diào)整激光方向后，會(huì)造成激光脈沖光程發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的一種可變方向的超快激光定點(diǎn)照射裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中激光定點(diǎn)照射裝置中激光方向不能隨意改變、激光脈沖光程易發(fā)生變化的缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種激光定點(diǎn)照射裝置，包括超快激光器、第三反射鏡和轉(zhuǎn)臺(tái)；所述第三反射鏡設(shè)于所述超快激光器的激光光路上；所述轉(zhuǎn)臺(tái)可沿一轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)上固定有反射鏡組和凹面反射鏡，凹面反射鏡中心距轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離為所述凹面反射鏡曲率半徑的一半，所述反射鏡組用于將第三反射鏡的反射激光傳輸至凹面反射鏡，反射鏡組傳輸至凹面反射鏡的反射激光光束為平行于凹面反射鏡光軸的近軸光束，反射鏡組傳輸?shù)姆瓷浼す饨?jīng)凹面反射鏡反射后匯聚至所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸。

作為優(yōu)選的，所述第三反射鏡設(shè)于一平移臺(tái)上，所述平移臺(tái)可沿激光光路移動(dòng)；所述反射鏡組包括第四反射鏡及第四反射鏡反射光路后的子反射鏡組，所述第四反射鏡設(shè)于一旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)可在轉(zhuǎn)臺(tái)上自轉(zhuǎn)，所述第四反射鏡的反射中心做為所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的自轉(zhuǎn)軸心，所述第四反射鏡用于接收第三反射鏡的反射激光，并通過(guò)自轉(zhuǎn)使反射激光以固定角度入射至子反射鏡組。

作為優(yōu)選的，所述子反射鏡組包括第五反射鏡、第六反射鏡、第七反射鏡；所述第五反射鏡設(shè)于所述第四反射鏡的反射光路上，所述第六反射鏡設(shè)于所述第五反射鏡的反射光路上，所述第七反射鏡設(shè)于所述第六反射鏡的反射光路上，所述凹面反射鏡設(shè)于所述第七反射鏡的反射方向上。

作為優(yōu)選的，所述第四反射鏡、第五反射鏡、第六反射鏡的反射中心構(gòu)成一邊長(zhǎng)為2a的正方形的三個(gè)頂點(diǎn)，所述正方形的中心在轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸處，所述第七反射鏡位于所述正方形的一邊上，且所述第七反射鏡與第六反射鏡的反射中心的距離小于a。

作為優(yōu)選的，所述第四反射鏡為寬角度全反鏡，所述第五反射鏡、第六反射鏡和第七反射鏡均為45°全反鏡，且所述第五反射鏡、第六反射鏡和第七反射鏡分別與正方形對(duì)應(yīng)的邊夾角均為45°。