[实用新型]一种飞秒激光锥孔加工系统

说明书

本实用新型涉及一种飞秒激光锥孔加工系统，包括飞秒激光器、准直透镜、反射镜、平板玻璃、聚焦镜和样品台，平板玻璃安装在旋转倾斜度调整座上，旋转倾斜度调整座垂直于入射光设置，使得平板玻璃可以在绕着入射光的轴线旋转，同时旋转倾斜度调整座可以调整平板玻璃与入射光线的夹角的大小，使得光入射到平板玻璃后出射时与入射光平行平移一段距离。平板玻璃的平移和旋转两者相加使得入射光在聚焦镜的表面上铺满了一个圆形；这个圆形上的每一个点都对应一束入射光，且所有的入射光都汇聚到样品的下表面上，在样品上形成一个锥形体，从而实现样品的锥形孔的加工；如此做使得到达样品表面的光的能量大幅增加，同时克服了振镜无法加工高精度锥形的缺陷。

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，尤其涉及一种飞秒激光锥孔加工系统。

背景技术

根据激光束与材料相互作用的机理，大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等；光化学反应加工是指激光束照射到物体，借助高密度激光高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。包括光化学沉积、立体光刻、激光雕刻刻蚀等。飞秒激光由于冷加工的效果广泛应用在微纳加工领域。

目前的锥孔加工主要有两种方式一般是靠聚焦镜在样品表面直接形成锥形立体角，将光束直接聚焦在锥形的立体角内直接加工，但是如此加工由于激光的孔径有限，同时由于激光的能量密度有限，其应用受到限制；另一种靠振镜直接在样品不同深度加工形成锥孔，但是由于振镜的步进受到限制，同时由于振镜的损伤阈值也有限，难以进行高能量高精度的加工。

实用新型内容

针对上述内容，为解决上述问题，提供一种飞秒激光锥孔加工系统，包括飞秒激光器、准直透镜、反射镜、平板玻璃、聚焦镜和样品台；

飞秒激光器发出的水平激光经过准直透镜进行扩束，扩束后的激光射入反射镜，并经过反射后竖直射入到平板玻璃，经过平板玻璃的折射后射入到聚焦镜，聚焦镜将激光汇聚到水平设置的样品台上的样品上进行加工；

平板玻璃安装在旋转倾斜度调整座上，旋转倾斜度调整座垂直于入射光设置；使得平板玻璃可以在绕着入射光的轴线旋转；同时旋转倾斜度调整座可以调整平板玻璃与入射光线的夹角的大小，使得光入射到平板玻璃后出射时与入射光平行平移一段距离；

旋转倾斜度调整座包括旋转环座、固定夹持器和移动夹持器；旋转环座呈桶型，旋转环座可以绕着垂直于桶的轴线旋转，转速可调；固定夹持器和移动夹持器安装在旋转环座的内表面上，固定夹持器具有一个球铰，球铰的一端固定在旋转环座的内表面，球铰的另一端设置有夹持平板玻璃的第一夹子；

移动夹持器设置在固定夹持器的对侧，且移动夹持器包括设置在平行于旋转环座轴线的轨道和安装在轨道上的滑块，轨道使得滑块可以沿着平行于旋转环座轴线的方向移动，移动由步进电机控制，位移可调；

滑块设置有限位孔，限位孔内设置有连接到平板玻璃的限位球、连接杆和第二夹子，限位球用于限位，使得第二夹子随着滑块的移动而摆动；滑块在轨道上平移时带动限位孔沿着平行于旋转环座的轴线的方向移动，从而使得第二夹子带动平板玻璃的一端沿着平行于旋转环座的轴线方向移动；同时由于另一端的固定夹持器是不动的，因此使得平板玻璃倾斜。

聚焦镜的焦点位于样品的下表面，且聚焦镜可以上下移动。

第一夹子和第二夹子与平板玻璃的接触为面接触。

飞秒激光器为红外飞秒激光器。

平板玻璃为圆形平板玻璃。

当平板玻璃与旋转环座的轴线垂直时，旋转环座的转轴与圆形平板玻璃的轴线重合，且飞秒激光入射到圆形平板玻璃的圆心。

有益效果：