[发明专利]利用多光子激发进行近4π立体角飞秒激光直写加工的方法及应用

权利要求书

1.一种利用多光子激发进行近4π立体角飞秒激光直写加工的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)、时间同步脉冲产生；

具体步骤为:通过半反半透镜结合反射镜组的分光方式将飞秒激光分成光强均匀、光程相同的两束子束飞秒激光，第一子束飞秒激光FL₁和第二子束飞秒激光FL₂，即使激光历经“扩束－等光程分束”的光路，并确保沿光路激光经过每个镜子的中心位置；经过各自的时间同步反射镜组后，两子束飞秒激光的脉冲达到时间同步，即同时到达各自的空间同步反射镜；

(2)、脉冲空间同步调节；

具体步骤为：首先，取待加工的材料置于飞秒激光直写的样品台，前后移动样品台使两子束飞秒激光分别聚焦于样品表面，同时通过电脑端实时监控两子束飞秒激光焦点在样品表面的位置；然后，对称调节两个空间同步反射镜与竖直方向的夹角，使得两子束飞秒激光的脉冲达到空间同步，在分别历经“反射-聚焦”的光路后最终会聚于样品表面同一点，形成所需的多光子激发焦点；

(3)、三维埋入式结构直写；

具体步骤为：首先，调节样品台前后位置使得多光子激发焦点位于材料内部的待加工起始位置；然后，利用多光子激发焦点对材料进行大埋入深度连续扫描，最终获得所需三维埋入式结构。

2.如权利要求1所述的一种利用多光子激发进行近4π立体角飞秒激光直写加工的方法，其特征在于，步骤(1)所述将飞秒激光波长为1030nm，经过透镜扩束后光斑扩大2-4倍；通过半反半透镜BS均匀分成FL₁和FL₂两子束飞秒激光，随后FL₁依次经由第一反射镜M₁、第二反射镜M₂、第三反射镜M₃、第四反射镜M₄反射，FL₂经由第六反射镜M₆反射；其中M₁、M₂和M₆与竖直方向成45°角，M₃和M₄与竖直方向成-45°角；M₁-M₆距光路对称轴的垂直距离依次为20、0、0、40、40、40cm；两子束飞秒激光FL₁和FL₂在分别到达第五反射镜M₅与第七反射镜M₇之前与样品表面垂直，经由M₅和M₇反射后与样品法线的成角为82°，M₅与M₇距离样品表面的高度为均为5.62cm；经过时间同步反射镜组微调调节后，FL₁和FL₂的脉冲达到时间同步，即同时到达M₅和M₇。

3.如权利要求1所述的一种利用多光子激发进行近4π立体角飞秒激光直写加工的方法，其特征在于，步骤(2)所述脉冲空间同步调节的监控装置为CCD照相机和第四凸透镜L₅，二者光轴均与整个光路对称轴重合，距样品表面的垂直距离分别为12.1cm和1.1cm；两子束飞秒激光FL₁和FL₂对应的空间同步反射镜分别为M₅和M₇，二者呈左右对称放置，到对称轴距离均为40cm。

4.如权利要求2所述的一种利用多光子激发进行近4π立体角飞秒激光直写加工的方法，其特征在于，步骤(2)所述的对称调节两个空间同步反射镜的具体方法为：首先，遮挡经过M₇的子束飞秒激光FL₂，标记另一束FL₁在电脑屏幕的位置S₁；然后，遮挡FL₁，调节M₇与竖直方向的夹角，直至FL₂在电脑屏幕的位置S₂与S₁重合，获得所需的多光子激发焦点。