[發明專利]一種多光子聚合面成型三維納米直寫加工系統及方法

在審

• 申請號: 201910673003.4
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110449743A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 龐應龍;湯暉;李偉健;廖智燊;陳桪;高健;陳新
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/067;B23K26/064;B23K26/08;G03F7/20
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 林麗明<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種多光子聚合面成型三維納米直寫加工系統，其特征在于：包括依次設置的激光器(1)、分光器(2)、擺鏡(3)、宏微運動平臺(4)，以及用于根據導入的加工模型分析得到相應的加工區域路徑分別對激光器、擺鏡、宏微運動平臺發送控制信號的控制器，其中所述激光器(1)根據控制信號調整光路的焦點和高度，所述擺鏡(3)根據控制信號進行偏擺，所述宏微運動平臺(4)根據控制信號進行宏微復合運動；所述激光器(1)發出的入射激光經過所述分光器(2)后得到多束并行激光，所述多束并行激光經過擺鏡(3)后投射到放置有光敏材料的宏微運動平臺(4)，所述宏微運動平臺(4)根據所述控制信號進行宏微復合運動，并將所述宏微運動平臺(4)的位置信息向控制器進行反饋。

2.根據權利要求1所述的多光子聚合面成型三維納米直寫加工系統，其特征在于：所述分光器(2)為柱面微透鏡陣列。

3.根據權利要求1所述的多光子聚合面成型三維納米直寫加工系統，其特征在于：所述宏微運動平臺(4)為X-Y-Z宏微復合運動平臺，所述宏微運動平臺(4)包括從下至上依次設置的宏微復合運動設備支撐平臺(44)、宏微復合運動平臺Y軸微動裝置(43)、宏微復合運動平臺X軸微動裝置(42)、宏微復合運動平臺Z軸微動裝置(41)。

4.根據權利要求1所述的多光子聚合面成型三維納米直寫加工系統，其特征在于：所述宏微運動平臺(4)采用模型參考自適應控制算法將所述宏微運動平臺(4)的位置信息反饋到控制器。

5.一種多光子聚合面成型三維納米直寫加工方法，應用權利要求1～4任一項所述的多光子聚合面成型三維納米直寫加工系統，其特征在于，包括以下步驟：

S1：初始化系統參數，向控制器導入加工模型，控制器通過分析加工模型得到相應的加工路徑及控制信號；

S2：控制器向激光器(1)發送控制信號，激光器(1)根據控制信號調整光路的焦點和高度；控制器向擺鏡(3)發送控制信號，擺鏡(3)根據控制信號調整初始偏擺角度；

S3：在宏微運動平臺(4)上放置待加工的光敏材料；

S4：啟動激光器(1)，激光器(1)出射的激光經過分光鏡(2)得到多束并行激光，通過擺鏡(3)改變多束并行激光的投射位置，多束并行激光投射到光敏材料上；在加工過程中，擺鏡(3)不斷根據控制信號調整偏擺角度，宏微運動平臺(4)不斷根據控制信號作宏微運動，同時將宏微運動平臺(4)的位置信息反饋到控制器中，控制器根據所反饋的位置信息以及所分析得到的加工路徑對控制信號進行調整；

S5：完成加工后，控制器向激光器(1)、擺鏡(3)、宏微運動平臺(4)發出停止信號，激光器(1)、擺鏡(3)、宏微運動平臺(4)停止運作，然后通過電子顯微鏡對完成加工的光敏材料觀察成像質量。