[發(fā)明專利]一種金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111284260.2
• 申請(qǐng)日: 2021-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN113857684A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊祎;常濤;解慶;劉偉;張春紅;張亮;張玻溶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安航天動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): B23K26/362
• 分類號(hào): B23K26/362
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，依據(jù)金屬膜片Ω形刻痕的圖樣，進(jìn)行規(guī)則圖形的拆分和還原，將Ω形拆分成圓弧段和直線段，并將圓弧段還原成對(duì)應(yīng)的圓形；

步驟2，采用點(diǎn)集制圖軟件定義步驟1中所述圓心的坐標(biāo)、圓形的半徑、點(diǎn)集圈數(shù)、單圈點(diǎn)個(gè)數(shù)及相位，形成圓形點(diǎn)集群；采用CAD制圖軟件定義步驟1中所述直線段的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的坐標(biāo)，形成直線段點(diǎn)集群；

步驟3，采用CAD制圖軟件基于步驟2所形成的點(diǎn)集群進(jìn)行Ω形的單線激光刻蝕路徑的設(shè)計(jì)；

步驟4：采用CAD制圖軟件在單線激光刻蝕路徑的基礎(chǔ)上，將多個(gè)相鄰的不同相位的單線Ω形激光刻蝕路徑組合在一起，形成Ω形刻痕基體；基于Ω形刻痕基體采用偏移復(fù)制實(shí)現(xiàn)Ω形刻痕刻蝕路徑的初步繪制，得到Ω形刻痕的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；

步驟5，采用步驟4所得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，使用皮秒激光加工工藝進(jìn)行金屬膜片Ω形刻痕的加工；

步驟6，對(duì)步驟5所得的Ω形刻痕，采用3D激光測(cè)量?jī)x對(duì)刻痕深度及其底部形貌進(jìn)行測(cè)量分析，得到不同位置局部刻痕深度均值和底部形貌的數(shù)據(jù)；

若所得數(shù)據(jù)與Ω形刻痕的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一致，則完成金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工；

若所得數(shù)據(jù)與Ω形刻痕的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不一致，則執(zhí)行步驟7；

步驟7，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)與Ω形刻痕的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不一致的位置進(jìn)行局部缺陷修正，完成金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工，得到所需要的金屬膜片Ω形刻痕。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工方法，其特征在于：

步驟2中，所述單圈點(diǎn)個(gè)數(shù)根據(jù)不同曲率圓形點(diǎn)集的點(diǎn)間距d_i來確定，d_i需滿足公式：d_i＝d₀·r₀/r_i，其中，d₀為所拆分的任意圓形點(diǎn)集的點(diǎn)間距，r₀為與d₀對(duì)應(yīng)圓形的半徑，r_i為與d_i對(duì)應(yīng)圓形的半徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工方法，其特征在于：

所述點(diǎn)間距d₀和d_i分別滿足：0.2mm≤d₀≤0.5mm且0.2mm≤d_i≤0.5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工方法，其特征在于：

步驟3具體為，通過將點(diǎn)集群綜合導(dǎo)入CAD制圖軟件中，采用分解及修剪功能實(shí)現(xiàn)Ω形的單線點(diǎn)集繪制；采用合并及擬合功能實(shí)現(xiàn)Ω形的單線點(diǎn)集向多段線擬合的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)Ω形的單線激光刻蝕路徑的設(shè)計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工方法，其特征在于：

步驟4中，所述不同相位的單線是指點(diǎn)分布存在相位差的單線，單線的相位P_i依據(jù)公式P_i＝2π[r_i+(i-1)△D]·(i-1)/(d_i·N)進(jìn)行計(jì)算，其中：△D為兩條單線之間的距離；i為刻痕基體中單線的順序數(shù)，i取值集合為{i∝Z|1≤i≤N}；N為刻痕基體單線的數(shù)量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工方法，其特征在于：

步驟4中，所述偏移復(fù)制的偏移距離offset＝N·△D；所述偏移復(fù)制的次數(shù)N_offset＝[H-(N-1)△D]/(N·△D)，其中：H為刻痕的寬度。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬膜片Ω形刻痕的皮秒激光刻蝕加工方法，其特征在于：

所述兩條單線的間距△D需滿足：0.01mm≤△D≤0.1mm。