[發明專利]一種納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置

有效

• 申請號: 202110798790.2
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113604857B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 劉勝;周振;東芳
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C25D17/00
• 分類號: C25D17/00;C25D21/12;C21D10/00;C22F3/00;C25D5/02;G01N21/25;G01N27/62
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡琦旖

1.一種納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，包括：工控機、超快激光器、光譜儀、激光探頭、全息照相機、脈沖發生器、質譜儀和光路系統；

脈沖電鍍電源分別與放置在電鍍池內的陽極、微納器件陰極靶連接，所述微納器件陰極靶作為納米電鍍加工的對象；所述激光探頭、所述全息照相機和所述脈沖發生器均設置在所述微納器件陰極靶的附近區域內；

所述工控機分別與所述超快激光器、所述光譜儀、所述脈沖發生器、所述質譜儀和所述脈沖電鍍電源連接；所述全息照相機與所述光譜儀連接；

所述超快激光器用于發射超快激光，所述超快激光通過所述光路系統后經由所述激光探頭照射至所述電鍍池和所述微納器件陰極靶上；

所述脈沖發生器用于在監測時發射應力波脈沖至所述微納器件陰極靶，所述全息照相機用于拍攝獲得所述微納器件陰極靶對應的條紋花樣圖像信息，所述光譜儀用于對所述條紋花樣圖像信息進行處理得到光學探測信息；

所述質譜儀用于對所述微納器件陰極靶的表面進行掃描得到質譜信息；

所述工控機用于根據所述光學探測信息、所述質譜信息進行實時檢測和分析得到結果信息，所述工控機用于根據所述結果信息發送參數調整信息至所述超快激光器，所述超快激光器用于根據所述參數調整信息對發射功率進行調整；

所述光路系統包括依光路依次設置的第一激光反射鏡、波片、偏振分光鏡、空間光調制器、第一透鏡、第二激光反射鏡、空間濾波器、第三激光反射鏡、第二透鏡和翻轉鏡，以及設置在所述翻轉鏡反射光路上的第三透鏡、設置在所述翻轉鏡的透射光路上的第四激光反射鏡；

所述超快激光器發射的超快激光入射至所述第一激光反射鏡；經所述翻轉鏡反射后得到第一光束，經所述翻轉鏡透射后得到第二光束；所述第一光束經所述第三透鏡后入射至所述光譜儀，所述第二光束經所述第四激光反射鏡后入射至所述激光探頭；

所述波片用于使入射的超快激光產生光強差；所述偏振分光鏡用于過濾干擾光線；所述空間光調制器用于對入射的光信息進行相位調制；所述空間濾波器用于去除光信息中的零階光。

2.根據權利要求1所述的納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，所述工控機用于發送位置控制信息至所述激光探頭，所述激光探頭根據所述位置控制信息調整定位。

3.根據權利要求1所述的納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，所述工控機中預存有微納器件陰極靶對應的優化工藝參數信息，所述工控機根據所述結果信息、所述優化工藝參數信息得到所述參數調整信息。

4.根據權利要求1所述的納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，所述質譜儀用于實時檢測獲得電鍍過程中微納器件陰極靶、陽極和電鍍池中電解質的質子變化信息。

5.根據權利要求1所述的納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，所述結果信息包括微納器件陰極靶的條紋花樣對應的缺陷信息。

6.根據權利要求1所述的納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，所述超快激光器的波長為800nm，脈寬為120fs，最高重復頻率為250KHz，最大脈沖能量為6μJ。

7.根據權利要求1所述的納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，所述波片采用二分之一波片，所述翻轉鏡采用電動翻轉鏡。

8.根據權利要求1所述的納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，所述工控機安裝在三維移動臺上。

9.根據權利要求1所述的納米電鍍超快激光強化及原位在線監測裝置，其特征在于，所述質譜儀包括離子源、加速盤、真空泵、離子捕集器、放大器和記錄器。