[發明專利]一種空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法

在審

• 申請號: 202110482134.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113198801A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 范麗莎;姚建華;張群莉;張碩文
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;B08B13/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)，將待清洗基體粘結在三維移動平臺(10)上，移動三維移動平臺(10)使所述待清洗基板(11)位于激光脈沖聚焦點(16)及腔體(14)出口處；

2)，利用第一脈沖激光束(4)和第二脈沖激光束(7)聚焦在腔體(14)內誘導氣體擊穿產生等離子體沖擊波(15)，經過腔體(14)內表面的反射增強沖擊波(15)強度，使得待清洗基體表面上的微納米顆粒污染物(12)在沖擊波去除力的作用下從待清洗基板(11)表面飛離。

2.如權利要求1所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，所述三維移動平臺(10)由計算機控制系統(13)控制，三維移動平臺(10)移動精度為5μm。

3.如權利要求2所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，所述待清洗基板(11)的背面固定于三維移動平臺(10)上，實驗后從平臺取下，選擇使用雙面膠帶將基板(11)背面粘結于三維移動平臺(10)上。

4.如權利要求1所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，所述待清洗基板(11)表面位于雙束脈沖激光聚焦點(16)于腔體(14)出口處的正上方，等離子體與待清洗基板(11)表面距離要保證實驗不會損傷基板，且有較好的清洗效果。

5.如權利要求1所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，第一脈沖激光束(4)和和第二脈沖激光束(7)分別由第一脈沖激光器(1)和第二脈沖激光器(3)得到；第一脈沖激光束(4)通過反射鏡形成反射脈沖激光束(6)，反射脈沖激光束(6)和第二脈沖激光束(7)分別由第一聚焦鏡(8)和第二聚焦鏡(9)聚焦于腔體(14)內一點，反射脈沖激光束(6)和和第二脈沖激光束(7)其中至少有一束脈沖能單獨擊穿氣體誘導產生等離子體沖擊波。

6.如權利要求5所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，第一脈沖激光束(4)和和第二脈沖激光束(7)由數字延遲發生器(2)控制脈沖延遲時間，脈沖延遲時間在0-100μs之間可調。

7.如權利要求5所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，所述第一聚焦鏡(8)和第二聚焦鏡(9)分別把反射脈沖激光束(6)和和第二脈沖激光束(7)聚焦于腔體內同一點，所述反射脈沖激光束(6)和和第二脈沖激光束(7)聚焦點在同一平面內，其夾角在0-180度之間可調。

8.如權利要求5所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，所述腔體(14)是密閉的容器，其形狀為球體或長方體，材料為玻璃或聚合物。

9.如權利要求5所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，所述腔體(14)中至少有兩個擁有能允許激光穿過的第一腔體窗口(17)和第二腔體窗口(18)，其材料包括但不限于玻璃。

10.如權利要求1所述的空間約束雙束激光誘導沖擊波清洗微納米顆粒方法，其特征在于，所述反射脈沖激光束(6)和第二脈沖激光束(7)聚焦在腔體(14)內誘導氣體擊穿，擊穿次數在1-100之間；

所述反射脈沖激光束(6)和第二脈沖激光束(7)聚焦在待清洗表面下方氣體中誘導擊穿，此氣體包括空氣或惰性氣體；

所述清洗用第一脈沖激光器(1)和第二脈沖激光器(3)波長為1064/532nm，脈寬在10fs-10ns之間，單束脈沖能量為100-1000mJ；所述的微納米顆粒污染物的直徑為0.01-1000μm。