[發(fā)明專利]一種多光子聚合面成型三維納米直寫(xiě)加工系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910673003.4
• 申請(qǐng)日: 2019-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110449743A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐應(yīng)龍;湯暉;李偉健;廖智燊;陳桪;高健;陳新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/362
• 分類號(hào): B23K26/362;B23K26/067;B23K26/064;B23K26/08;G03F7/20
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 林麗明<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

1.一種多光子聚合面成型三維納米直寫(xiě)加工系統(tǒng)，其特征在于：包括依次設(shè)置的激光器(1)、分光器(2)、擺鏡(3)、宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)，以及用于根據(jù)導(dǎo)入的加工模型分析得到相應(yīng)的加工區(qū)域路徑分別對(duì)激光器、擺鏡、宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)發(fā)送控制信號(hào)的控制器，其中所述激光器(1)根據(jù)控制信號(hào)調(diào)整光路的焦點(diǎn)和高度，所述擺鏡(3)根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行偏擺，所述宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)；所述激光器(1)發(fā)出的入射激光經(jīng)過(guò)所述分光器(2)后得到多束并行激光，所述多束并行激光經(jīng)過(guò)擺鏡(3)后投射到放置有光敏材料的宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)，所述宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)根據(jù)所述控制信號(hào)進(jìn)行宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)，并將所述宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)的位置信息向控制器進(jìn)行反饋。

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

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光子聚合面成型三維納米直寫(xiě)加工系統(tǒng)，其特征在于：所述宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)為X-Y-Z宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)包括從下至上依次設(shè)置的宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)設(shè)備支撐平臺(tái)(44)、宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)平臺(tái)Y軸微動(dòng)裝置(43)、宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)平臺(tái)X軸微動(dòng)裝置(42)、宏微復(fù)合運(yùn)動(dòng)平臺(tái)Z軸微動(dòng)裝置(41)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光子聚合面成型三維納米直寫(xiě)加工系統(tǒng)，其特征在于：所述宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)采用模型參考自適應(yīng)控制算法將所述宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(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(xiě)加工方法，應(yīng)用權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的多光子聚合面成型三維納米直寫(xiě)加工系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

S1：初始化系統(tǒng)參數(shù)，向控制器導(dǎo)入加工模型，控制器通過(guò)分析加工模型得到相應(yīng)的加工路徑及控制信號(hào)；

S2：控制器向激光器(1)發(fā)送控制信號(hào)，激光器(1)根據(jù)控制信號(hào)調(diào)整光路的焦點(diǎn)和高度；控制器向擺鏡(3)發(fā)送控制信號(hào)，擺鏡(3)根據(jù)控制信號(hào)調(diào)整初始偏擺角度；

S3：在宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)上放置待加工的光敏材料；

S4：?jiǎn)?dòng)激光器(1)，激光器(1)出射的激光經(jīng)過(guò)分光鏡(2)得到多束并行激光，通過(guò)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(guò)程中，擺鏡(3)不斷根據(jù)控制信號(hào)調(diào)整偏擺角度，宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)不斷根據(jù)控制信號(hào)作宏微運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)的位置信息反饋到控制器中，控制器根據(jù)所反饋的位置信息以及所分析得到的加工路徑對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)整；

S5：完成加工后，控制器向激光器(1)、擺鏡(3)、宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)發(fā)出停止信號(hào)，激光器(1)、擺鏡(3)、宏微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)停止運(yùn)作，然后通過(guò)電子顯微鏡對(duì)完成加工的光敏材料觀察成像質(zhì)量。