[发明专利]基于激光光束的微孔加工装置及方法

权利要求书

1.一种基于激光光束的微孔加工装置，其特征在于，所述装置包括：

径向偏振光束生成单元，用于将激光光束转换为径向偏振光束，并将所述径向偏振光束发射至衍射光学元件；

所述衍射光学元件，用于调制所述径向偏振光束的振幅和相位，并将调制后的所述径向偏振光束发射至聚焦透镜；

所述聚焦透镜，用于将调制后的所述径向偏振光束进行聚焦，在所述聚焦透镜的焦点附近获取所述径向偏振光束的聚焦场，所述聚焦场的强度分布由所述衍射光学元件的结构和所述聚焦透镜的数值孔径确定，通过控制所述聚焦场的强度分布对待加工的材料进行微孔加工。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述径向偏振光束生成单元包括：

激光器，用于生成激光光束，并将所述激光光束发射至空间滤波系统；

所述空间滤波系统，用于对所述激光光束进行滤波，并将滤波后的所述激光光束发射至准直透镜；

所述准直透镜，用于对滤波后的所述激光光束进行准直，形成强度均匀的准直光束，并将所述准直光束发射至偏振转换器；

所述偏振转换器，用于将所述准直光束转换为径向偏振光束。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述径向偏振光束生成单元包括：

腔内设置有设定的光学元件的激光器，通过所述光学元件调制所述腔内的振荡模式使所述激光器输出径向偏振光束；

所述空间滤波系统，用于对所述径向偏振光束进行滤波，并将滤波后的所述径向偏振光束发射至准直透镜；

所述准直透镜，用于对滤波后的所述径向偏振光束进行准直，形成准直的径向偏振光束，并将所述准直的径向偏振光束发射至可调衰减片；

所述可调衰减片，用于调节所述径向偏振光束的强度。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述设定的光学元件为双折射晶体或者角锥棱镜。

5.根据权利要求1～4任一所述的装置，其特征在于，所述衍射光学元件为旋转对称的多环带结构，所述衍射光学元件的最大半径由所述聚焦透镜的数值孔径确定。

6.根据权利要求1～4任一所述的装置，其特征在于，所述径向偏振光束生成单元与所述衍射光学元件之间还设置有扩束系统，所述扩束系统用于调整所述径向偏振光束的光斑尺寸。

7.一种基于激光光束的微孔加工方法，其特征在于，所述方法包括：

通过径向偏振光束生成单元将激光光束转换为径向偏振光束；

通过所述衍射光学元件调制所述径向偏振光束的振幅和相位；

通过所述聚焦透镜将调制后的所述径向偏振光束进行聚焦，在所述聚焦透镜的焦点附近获取所述径向偏振光束的聚焦场，所述聚焦场的强度分布由所述衍射光学元件的结构和所述聚焦透镜的数值孔径确定；

通过控制所述聚焦场的强度分布对待加工的材料进行微孔加工。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过径向偏振光束生成单元将激光光束转换为径向偏振光束的步骤与所述通过所述衍射光学元件调制所述径向偏振光束的振幅和相位的步骤之间，还包括：

通过扩束系统调整所述径向偏振光束的光斑尺寸。