[發明專利]利用飛秒激光在透明材料內部進行大深度結構的加工裝置和加工方法

在審

• 申請號: 201810407783.3
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108422111A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 程亞;儲蔚;王鵬;李文博;譚遠鑫;齊家
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: B23K26/50
• 分類號: B23K26/50;B23K26/064
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種利用飛秒激光在透明材料內部進行大深度結構的加工裝置，其特征在于該裝置包括飛秒激光放大器(1)，在飛秒激光放大器(1)的激光輸出方向依次是飛秒激光壓縮器(2)、小孔(3)、衰減片(4)、光閘(5)、第一光柵(6)、第二光柵(7)、分色鏡(8)、顯微物鏡(9)、三維平移臺(11)，所述的光閘(5)的控制端與所述的三維平移臺(11)的控制端分別與電腦(12)輸出端相連，光源(13)設置在所述的三維平移臺(11)的下方，該光源(13)發出的光經所述的三維平移臺(11)的透明窗口、顯微物鏡(9)和所述的分色鏡(8)由CCD(14)接收，所述的CCD(14)的輸出端與所述的電腦(12)輸入端相連。

2.利用權利要求1所述的加工裝置對透明材料內部進行大深度結構的加工方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

1)將待加工的透明材料(10)置于所述的三維平移臺(11)的透明窗口的上，調節所述的小孔(3)使其直徑為5mm，調節第一光柵(6)和第二光柵(7)的距離和角度，使從第二光柵(7)出射的光束為平行光束，所述的三維平移臺(11)可沿x、y、z三個方向平移，同時帶動其上的透明材料(10)移動，其中z方向為激光脈沖傳輸方向，x、y方向與z方向垂直，分別為透明材料(10)的長邊方向和寬邊方向，通過電腦(12)及CCD(14)觀察透明材料(10)的位置，將所述的透明材料(10)移動至加工起始位置；

2)打開所述的飛秒激光放大器(1)，調節所述的飛秒激光壓縮器(2)的脈寬，改變飛秒激光壓縮器(2)輸出的激光脈沖寬度；調節所述的衰減片(4)，改變經過衰減片(4)的飛秒激光脈沖能量，打開所述的光閘(5)，飛秒激光脈沖照射在所述的透明材料(10)內，通過電腦(12)控制所述的三維平移臺(11)沿y方向移動距離L，關閉所述的光閘(5)；

3)將所述的透明材料(10)使用鑷子翻轉，通過電腦(12)及CCD(14)觀察掃描痕跡的橫截面，若為圓形，則進入下一步，若不是圓形則返回步驟2)；

4)將所述的透明材料(10)重新固定到三維平移臺(11)上，并移動至加工起始位置，根據加工目標結構在電腦(12)上設置三維平移臺(11)的移動程序，所述的電腦(12)按照設置的移動程序，控制所述的三維平移臺(11)并帶動透明材料(10)移動，同時所述的電腦(12)控制所述的光閘(5)同步打開，在透明材料(10)內部進行加工，加工過程通過CCD(14)進行實時監測，并在所述的電腦(12)上實時地顯示加工的全過程。