[发明专利]一种磁场约束双束脉冲激光诱导冲击波清洗微纳颗粒方法

说明书

一种磁场约束双束脉冲激光诱导冲击波清洗微纳颗粒方法，包括以下步骤：1)将待清洗基板粘结在三维移动平台上，移动三维移动平台使待所述待清洗基板位于激光脉冲聚焦焦点正下方处；2)利用脉冲激光束和脉冲激光束聚焦在永磁铁N极和永磁铁S极之间诱导气体击穿产生等离子体冲击波，使得待清洗基板表面上的微纳米颗粒污染物在冲击波去除力的作用下从待清洗基板表面飞离。本发明在保留了双光束脉冲激光诱导冲击波清洗的绿色环保、控制方便、有效去除清洗盲区的优势的同时，能通过磁场的约束作用增强等离子体强度与存续时间，增强冲击波的强度，提高基板的清洗面积与清洗效率。

技术领域

本发明涉及表面清洗技术，特别涉及一种磁场约束双束脉冲激光诱导冲击波清洗微纳颗粒方法。

背景技术

颗粒污染在产品生产制造或工作环境的影响下，会无可避免地附着于产品的表面上，当微型机械、精密光学元器件、集成芯片上等精细产品表面附着一定密度的颗粒污染物时，其产品性能将大大降低，有时甚至会导致产品报废。

双束脉冲激光诱导等离子体冲击波清洗是直接在气体氛围中聚焦，诱导气体电离产生等离子体冲击波，利用波的力作用去除待清洗基板表面的纳米颗粒污染物。该技术避免了激光与基体的直接相互作用，能够抑制传统单脉冲激光诱导等离子体清洗存在的清洗盲区。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种一种磁场约束双束脉冲激光诱导冲击波清洗微纳颗粒方法，能有效提高双束脉冲激光诱导冲击波清洗的基板清洗面积，提高清洗效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种磁场约束双束脉冲激光诱导冲击波清洗微纳颗粒方法，所述方法包括以下步骤：

1)将待清洗基板粘结在三维移动平台上，移动三维移动平台使待所述待清洗基板位于激光脉冲聚焦焦点正下方处；

2)利用第一脉冲激光束和第二脉冲激光束聚焦在永磁铁N极和永磁铁S极之间诱导气体击穿产生等离子体冲击波，使得待清洗基板表面上的微纳米颗粒污染物在冲击波去除力的作用下从待清洗基板表面飞离。

进一步，所述三维移动平台由计算机控制系统控制，三维移动平台移动精度为5μm。

所述待清洗基板的背面与三维移动平台在实验时使用双面胶带粘结固定，在实验后取下。

所述待清洗基板表面位于双束脉冲激光聚焦焦点的正下方，等离子体与待清晰基板表面距离要保证实验不会损伤基板，且有好的清洗效果。

所述第一脉冲激光束和第二脉冲激光束分别由脉冲激光器和脉冲激光器分别产生得到；所述第一脉冲光束经过反射镜形成反射脉冲激光束，所述反射脉冲激光束和第二脉冲激光束由第一聚焦镜和第二聚焦镜分别聚焦于永磁铁N极和永磁铁S极的中间空间内一点，此点与永磁铁N极和永磁铁S极的垂直距离相同。

所述第一脉冲激光束和第二脉冲激光束由数字延迟发生器控制两脉冲延迟时间，在0-100μs之间可调，反射脉冲激光束和第二脉冲激光束中至少有一束脉冲能单独击穿气体诱导产生等离子体冲击波。

所述反射脉冲激光束和第二脉冲激光束所在平面平行于所述待清洗基板表面与所述两永磁铁平面，所述反射脉冲激光束和第二脉冲激光束聚焦点一直位于在所述两个永磁铁的中心平面上。

所述反射脉冲激光束和第二脉冲激光束在同一平面内夹角在0-180度之间可调，且所述反射脉冲激光束和第二脉冲激光束的光束能量比值在1：0-1:1之间可调。

所述永磁铁N极和永磁铁S极之间距离不固定，且可根据永磁铁N极和永磁铁S极的距离调控磁场强度。

所述反射脉冲激光束和第二脉冲激光束聚焦导气体击穿，击穿次数在1-100之间；