[發(fā)明專利]一種適用于活性易氧化材料的飛秒激光純凈增材裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210967964.8
• 申請(qǐng)日: 2022-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN115198243A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉鵬;嵇寶巖;韓瑞;彭勇;王克鴻;王大森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 張玲

1.一種適用于活性易氧化材料的飛秒激光純凈增材裝置，其特征在于，包括飛秒激光系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，供體(7)，受體(8)和微米級(jí)增材工裝；

供體(7)和受體(8)相對(duì)的裝夾在微米級(jí)增材工裝，且設(shè)置在真空系統(tǒng)的真空室內(nèi)，供體(7)下表面上鍍有活性易氧化材料薄膜，供體(7)和受體(8)之間的距離為20um～1mm，飛秒激光系統(tǒng)對(duì)供體(7)上的活性易氧化材料進(jìn)行燒蝕，活性易氧化材料氣化后沉積于受體(8)上，通過控制供體(7)和受體(8)的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)活性易氧化材料的微米尺度的增材。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，真空室配設(shè)入射窗，飛秒激光系統(tǒng)包括設(shè)置在真空室外的飛秒激光器(1)、真空室外光路子系統(tǒng)和真空室內(nèi)光路子系統(tǒng)；

飛秒激光器(1)依次通過真空室外光路子系統(tǒng)、反射鏡和真空室內(nèi)光路子系統(tǒng)照射在供體(7)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，真空室外光路子系統(tǒng)包括沿光路設(shè)置的擴(kuò)束鏡(2)，聚束鏡(3)和反射鏡(4)；

真空室內(nèi)光路子系統(tǒng)包括沿光路設(shè)置的振鏡(5)和物鏡(6)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，真空系統(tǒng)還包括真空泵，真空泵用于對(duì)真空室進(jìn)行抽真空。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，微米級(jí)增材工裝包括X-Y微位移平臺(tái)(9)，“L”型支架，受體固定機(jī)構(gòu)和供體固定機(jī)構(gòu)；受體固定機(jī)構(gòu)和供體固定機(jī)構(gòu)分別通過安裝板安裝在“L”型支架的豎板上，供體固定機(jī)構(gòu)通過間隙調(diào)整螺栓(14)調(diào)整受體固定機(jī)構(gòu)在“L”型支架上的位置，從而調(diào)整供體(7)和受體(8)之間的間距。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，活性易氧化材料通過濺射鍍膜法鍍?cè)诠w(7)表面，鍍膜的厚度為20-60nm。

7.一種采用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的裝置進(jìn)行活性易氧化材料進(jìn)行增材的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟(1)：采用磁控濺射將活性易氧化材料鍍?cè)诠w表面；

步驟(2)：安裝供體和受體，并調(diào)整兩者之間的距離；

步驟(3)：將真空室抽真空至10^-3Pa；

步驟(4)：使用飛秒準(zhǔn)分子激光器作為試驗(yàn)的激光源，激光束聚焦在供體表面上，激光光斑尺寸在5×5和30×30um²之間變化，平均入射能量保持在170mJcm^-2；

步驟(5)：移動(dòng)供體，重復(fù)步驟(4)實(shí)現(xiàn)對(duì)活性易氧化材料的增材。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(4)中激光源的脈寬為50～1000fs，功率為10～40W，重復(fù)頻率100Khz～50MHz。

9.一種權(quán)利要求7-8任一項(xiàng)所述的方法的用途，其特征在于，用于鋅的增材，供體為石英晶片，受體為硅片。