[發明專利]一種飛秒激光薄膜微群孔制造方法

有效

• 申請號: 201810130219.1
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108326451B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 李明
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B23K26/70;B23K26/06;B23K26/067
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種飛秒激光薄膜微群孔運動旋切式制造方法，用于加工環地球衛星軌道有效載荷裝置的熱控薄膜,其包括以下步驟：

提供一對射式激光定位傳感器，所述傳感器具有發射端與接收端，所述發射端與接收端位于所述熱控薄膜原子層異位空間且相對沖孔位置沿薄膜傳遞方向的下游；

在熱控薄膜上沖擊出一排基準孔；

以上述基準孔為引導孔，通過上述傳感器輸出的信號傳遞給控制單元控制薄膜打孔位置；

聚焦鏡和反射鏡在直線電機驅動下沿所述熱控薄膜寬幅方向往復平移運動，當定位于熱控薄膜邊緣第一孔位后，飛秒激光開啟，激光束經由振鏡形成掃描光束；

所述掃描光束經過所述反射鏡到達所述聚焦鏡，經聚焦鏡聚焦后照射至所述熱控薄膜，由上述振鏡旋轉作用形成激光束旋切沖孔；

超快激光單光子照射至所述熱控薄膜表面后，直接將碳碳鍵和碳氮鍵通過光化學作用分解。

2.根據權利要求1所述的飛秒激光薄膜微群孔運動旋切式制造方法，沖孔完成一個孔后，所述聚焦鏡和反射鏡同時運動到下一個孔的位置，依次完成一排孔的沖孔。

3.根據權利要求1所述的飛秒激光薄膜微群孔運動旋切式制造方法，沖孔過程中，所述聚焦鏡和反射鏡在直線電機上運動，所述振鏡固定在一側。

4.一種飛秒激光薄膜微群孔振鏡群孔制造方法，用于加工環地球軌道有效載荷裝置的熱控薄膜，包括以下步驟：

提供一對射式激光定位傳感器，所述傳感器具有發射端與接收端，所述發射端與接收端位于所述熱控薄膜原子層異位空間且相對沖孔位置沿薄膜傳遞方向的下游；

在熱控薄膜上沖擊出一排基準孔；

以上述基準孔為引導孔，通過上述傳感器輸出的信號傳遞給控制單元控制薄膜打孔位置；

平場聚焦透鏡和振鏡在直線電機驅動下沿所述熱控薄膜寬幅方向往復平移運動，當定位于熱控薄膜邊緣第一孔位后，飛秒激光開啟，激光束經由振鏡形成掃描光束，振鏡與平場聚焦透鏡直接相連且同步運動；

所述掃描光束經過反射鏡到達所述振鏡，經振鏡照射至所述平場聚焦透鏡后照射至所述熱控薄膜，由上述振鏡旋轉作用形成激光束旋切沖孔，超快激光單光子照射至所述熱控薄膜表面后，直接將碳碳鍵和碳氮鍵通過光化學作用分解。

5.根據權利要求4所述的飛秒激光薄膜微群孔振鏡群孔制造方法，沖孔完成一個孔后，所述平場聚焦透鏡和振鏡同時運動到下一個孔的位置，依次完成一排孔的沖孔。

6.根據權利要求4所述的飛秒激光薄膜微群孔振鏡群孔制造方法，沖孔過程中，所述平場聚焦透鏡和振鏡在直線電機上運動，所述反射鏡固定在一側。

7.一種飛秒激光薄膜微群孔固定式陣列旋切式群孔制造方法，用于加工環地球軌道有效載荷裝置的熱控薄膜，包括以下步驟：

提供至少一對射式激光定位傳感器，所述傳感器具有發射端與接收端，所述發射端與接收端位于所述熱控薄膜原子層異位空間且相對沖孔位置沿薄膜傳遞方向的下游；

在熱控薄膜上沖擊出一排基準孔；

以上述基準孔為引導孔，通過上述傳感器輸出的信號傳遞給控制單元控制薄膜打孔位置；

平場聚焦透鏡、反射鏡及振鏡成陣列式均勻固定于熱控薄膜一側，當定位于熱控薄膜邊緣第一孔位后，飛秒激光開啟，激光束經由振鏡形成掃描光束；

所述掃描光束經過所述反射鏡到達所述振鏡，經振鏡照射至所述平場聚焦透鏡后照射至所述熱控薄膜，由上述振鏡旋轉作用形成激光束旋切沖孔，超快激光單光子照射至所述熱控薄膜表面后，直接將碳碳鍵和碳氮鍵通過光化學作用分解。

8.根據權利要求7所述的飛秒激光薄膜微群孔固定式陣列旋切式群孔制造方法，上述平場聚焦透鏡、反射鏡和振鏡至少四組，各組對應一掃描幅面，所述掃描幅面拼接可覆蓋全部陣列單元的振鏡，將激光光束旋轉且擺向單個陣列單元，實現單孔制造，通過上述振鏡的偏轉實現單個振鏡所述掃描幅面內的多孔制造，利用反射鏡切換實現振鏡分時控制，對薄膜寬幅方向上的群孔制造，完成一排群孔制造后，所述反射鏡和振鏡復位，所述熱控薄膜由電機牽引移動，進行下一列群孔制造。

9.一種群孔超快激光制造方法，包括以下步驟：

a）通過薄膜傳輸系統對薄膜進行上下卷、糾偏和張力控制，使薄膜進入加工區域；

b）根據不同群孔的加工要求選擇群孔制造的工作模式；

c）當選擇運動旋切式群孔制造模式時，固定式陣列旋切加工頭收起，振鏡群孔加工頭固定在初始位置，光路切換至運動旋切式光路，在直線電機驅動下運動旋切式加工頭到達加工位置，由振鏡旋轉光束實現單孔制造，通過直線電機帶動運動旋切式加工頭實現薄膜寬幅內群孔制造，其中，

當選擇振鏡群孔制造模式時，固定式陣列旋切加工頭收起，運動旋切式群孔加工頭固定在初始位置，光路切換至振鏡群孔制造光路，在直線電機驅動下振鏡群孔加工頭到達加工位置，實現異形孔的制造，過直線電機帶動振鏡群孔加工頭實現薄膜寬幅內群孔制造，其中，

當選擇固定式陣列旋切群孔制造模式時，振鏡群孔加工頭和運動旋切式群孔加工頭固定在初始位置，光路切換至固定式陣列旋切群孔制造光路，通過振鏡分時控制實現薄膜寬幅內群孔制造；

d）群孔制造過程中，通過落料檢測判斷群孔制造是否完成，若完成制造則進入下一步驟，否則報告制造失敗；

e）薄膜傳輸系統移動薄膜到下一加工區域，并采用定位傳感器實現薄膜精確定位；

f）采用步驟c中的方法進行群孔制造；

g）重復步驟c、d、e、f，直至整塊薄膜上微孔完成加工。