[发明专利]一种基于飞秒激光时空整形的超疏水表面制备系统

权利要求书

1.一种基于飞秒激光时空整形的超疏水表面制备系统，其特征在于，该系统包括飞秒激光器、半波片、偏振片、凹透镜、凸透镜、光阑、脉冲整形器、机械快门、相位型空间光调制器、第一平凸透镜、反射镜、第二平凸透镜、二向色镜、加工物镜、六维平移台、半透半反镜、成像透镜、工业照相机和白光光源；所述的飞秒激光器、半波片、偏振片、凹透镜、凸透镜和光阑依次设置在第一光轴上，飞秒激光器发出的飞秒激光通过凹透镜、凸透镜和光阑，控制进入脉冲整形器的激光光束直径，机械快门控制经时域整形后的飞秒激光入射到相位型空间光调制器上，产生时空整形飞秒激光脉冲；该时空整形后的飞秒激光脉冲依次经过第一平凸透镜、反射镜、第二平凸透镜和二向色镜后入射到加工物镜上方，经由加工物镜聚焦后照射在位于六维平移台的待加工样品上，在待加工样品上得到超疏水表面；所述的半波片与偏振片共同构成能量调节系统，对飞秒激光器的能量进行调节，并使出射飞秒激光的偏振方向为水平；脉冲整形器通过设置延时和能量比参数，对飞秒激光进行时域整形；相位型空间光调制器对飞秒激光进行空间整形，生成需要的多焦点光场；所述的凹透镜、凸透镜和光阑共同构成空间光束的扩束整形系统，控制进入脉冲整形器的飞秒激光光束的直径；其中凹透镜的前焦点与凸透镜的前焦点互相重合；所述的二向色镜，以及位于二向色镜一侧的工业照相机和白光光源构成正面成像单元，由正面成像单元得到飞秒激光加工的实时成像照片；

所述的相位型空间光调制器、第一平凸透镜、第二平凸透镜和加工物镜一起构成4F系统，即：第一平凸透镜的焦距f与第二平凸透镜的焦距f相同，且第一平凸透镜与第二平凸透镜之间的间距等于该焦距f，并使第一平凸透镜与相位型空间光调制器液晶屏之间的距离为焦距f，同时使第二平凸透镜与加工物镜之间的距离为焦距f，通过该4F系统，使经过相位型空间光调制器调制的光场在到达加工物镜之前无衍射效应。

2.如权利要求1所述的基于飞秒激光时空整形的超疏水表面制备系统，其特征在于其中所述的飞秒激光器产生的飞秒激光的各参数为：飞秒激光脉冲重复频率为10-1000Hz，单个脉冲能量控制在20-200μJ，激光聚焦前束腰直径控制在4-12mm。

3.如权利要求1所述的基于飞秒激光时空整形的超疏水表面制备系统，其特征在于其中所述的时空整形飞秒激光各参数为：双脉冲子脉冲延时为0-30ps，子脉冲能量比为(0.1-10):1，多焦点光场的各焦点间距为5-100μm。