[實用新型]一種飛秒激光錐孔加工系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022630051.6
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN213998253U
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓坤;解國良;蔡鑫;褚興榮;韓雪
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波齊云新材料技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23K26/384
• 分類號: B23K26/384;B23K26/064
• 代理公司: 北京嘉途睿知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11793
• 代理人: 彭成

本實用新型涉及一種飛秒激光錐孔加工系統(tǒng)，包括飛秒激光器、準(zhǔn)直透鏡、反射鏡、平板玻璃、聚焦鏡和樣品臺，平板玻璃安裝在旋轉(zhuǎn)傾斜度調(diào)整座上，旋轉(zhuǎn)傾斜度調(diào)整座垂直于入射光設(shè)置，使得平板玻璃可以在繞著入射光的軸線旋轉(zhuǎn)，同時旋轉(zhuǎn)傾斜度調(diào)整座可以調(diào)整平板玻璃與入射光線的夾角的大小，使得光入射到平板玻璃后出射時與入射光平行平移一段距離。平板玻璃的平移和旋轉(zhuǎn)兩者相加使得入射光在聚焦鏡的表面上鋪滿了一個圓形；這個圓形上的每一個點都對應(yīng)一束入射光，且所有的入射光都匯聚到樣品的下表面上，在樣品上形成一個錐形體，從而實現(xiàn)樣品的錐形孔的加工；如此做使得到達樣品表面的光的能量大幅增加，同時克服了振鏡無法加工高精度錐形的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光加工領(lǐng)域，尤其涉及一種飛秒激光錐孔加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)

根據(jù)激光束與材料相互作用的機理，大體可將激光加工分為激光熱加工和光化學(xué)反應(yīng)加工兩類。激光熱加工是指利用激光束投射到材料表面產(chǎn)生的熱效應(yīng)來完成加工過程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光鐳射打標(biāo)、激光鉆孔和微加工等；光化學(xué)反應(yīng)加工是指激光束照射到物體，借助高密度激光高能光子引發(fā)或控制光化學(xué)反應(yīng)的加工過程。包括光化學(xué)沉積、立體光刻、激光雕刻刻蝕等。飛秒激光由于冷加工的效果廣泛應(yīng)用在微納加工領(lǐng)域。

目前的錐孔加工主要有兩種方式一般是靠聚焦鏡在樣品表面直接形成錐形立體角，將光束直接聚焦在錐形的立體角內(nèi)直接加工，但是如此加工由于激光的孔徑有限，同時由于激光的能量密度有限，其應(yīng)用受到限制；另一種靠振鏡直接在樣品不同深度加工形成錐孔，但是由于振鏡的步進受到限制，同時由于振鏡的損傷閾值也有限，難以進行高能量高精度的加工。

實用新型內(nèi)容

針對上述內(nèi)容，為解決上述問題，提供一種飛秒激光錐孔加工系統(tǒng)，包括飛秒激光器、準(zhǔn)直透鏡、反射鏡、平板玻璃、聚焦鏡和樣品臺；

飛秒激光器發(fā)出的水平激光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡進行擴束，擴束后的激光射入反射鏡，并經(jīng)過反射后豎直射入到平板玻璃，經(jīng)過平板玻璃的折射后射入到聚焦鏡，聚焦鏡將激光匯聚到水平設(shè)置的樣品臺上的樣品上進行加工；

平板玻璃安裝在旋轉(zhuǎn)傾斜度調(diào)整座上，旋轉(zhuǎn)傾斜度調(diào)整座垂直于入射光設(shè)置；使得平板玻璃可以在繞著入射光的軸線旋轉(zhuǎn)；同時旋轉(zhuǎn)傾斜度調(diào)整座可以調(diào)整平板玻璃與入射光線的夾角的大小，使得光入射到平板玻璃后出射時與入射光平行平移一段距離；

旋轉(zhuǎn)傾斜度調(diào)整座包括旋轉(zhuǎn)環(huán)座、固定夾持器和移動夾持器；旋轉(zhuǎn)環(huán)座呈桶型，旋轉(zhuǎn)環(huán)座可以繞著垂直于桶的軸線旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可調(diào)；固定夾持器和移動夾持器安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)座的內(nèi)表面上，固定夾持器具有一個球鉸，球鉸的一端固定在旋轉(zhuǎn)環(huán)座的內(nèi)表面，球鉸的另一端設(shè)置有夾持平板玻璃的第一夾子；

移動夾持器設(shè)置在固定夾持器的對側(cè)，且移動夾持器包括設(shè)置在平行于旋轉(zhuǎn)環(huán)座軸線的軌道和安裝在軌道上的滑塊，軌道使得滑塊可以沿著平行于旋轉(zhuǎn)環(huán)座軸線的方向移動，移動由步進電機控制，位移可調(diào)；

滑塊設(shè)置有限位孔，限位孔內(nèi)設(shè)置有連接到平板玻璃的限位球、連接桿和第二夾子，限位球用于限位，使得第二夾子隨著滑塊的移動而擺動；滑塊在軌道上平移時帶動限位孔沿著平行于旋轉(zhuǎn)環(huán)座的軸線的方向移動，從而使得第二夾子帶動平板玻璃的一端沿著平行于旋轉(zhuǎn)環(huán)座的軸線方向移動；同時由于另一端的固定夾持器是不動的，因此使得平板玻璃傾斜。

聚焦鏡的焦點位于樣品的下表面，且聚焦鏡可以上下移動。

第一夾子和第二夾子與平板玻璃的接觸為面接觸。

飛秒激光器為紅外飛秒激光器。

平板玻璃為圓形平板玻璃。

當(dāng)平板玻璃與旋轉(zhuǎn)環(huán)座的軸線垂直時，旋轉(zhuǎn)環(huán)座的轉(zhuǎn)軸與圓形平板玻璃的軸線重合，且飛秒激光入射到圓形平板玻璃的圓心。

有益效果：