[发明专利]一种透明材料超大深径比微孔激光加工方法

权利要求书

1.一种透明材料超大深径比微孔激光加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、设置飞秒激光贝塞尔光束加工系统；

所述飞秒激光贝塞尔光束加工系统包括飞秒激光器、以及依次设置在飞秒激光器输出光路上的扩束镜、波片、光阑和光束整形模块；所述光束整形模块包括依次设置的锥透镜、第一平凸透镜、第二平凸透镜；

步骤二、将透明材料试片放置在XYZ三轴的运动平台上；

步骤三、移动运动平台，将飞秒激光器形成的贝塞尔光束对焦在透明材料试片内部，随后触发飞秒激光器输出一个激光脉冲，实现透明材料试片内单个微孔的加工；

步骤四、调整锥透镜和第一平凸透镜、第二平凸透镜的光学间距，并移动运动平台的X轴或Y轴，再次触发飞秒激光器输出一个激光脉冲，在透明材料试片内不同位置再次加工形成微孔；

步骤五、重复步骤四，得到不同光学间距下激光脉冲在透明材料试片内加工的多个微孔；

步骤六、从透明材料试片的侧面测量微孔的直径和深度，得到不同光学间距与微孔加工直径、深度的关系；

步骤七、在运动平台上放置一块光学平晶，并在光学平晶上方滴加去离子水或蒸馏水，并将待加工的透明基板放置在光学平晶上，使光学平晶与透明基板之间形成一层水膜，要求水膜厚度在0.01mm～0.02mm；

步骤八、根据步骤六获取的光学间距与微孔加工直径、深度的关系，同时，根据需要加工的微孔直径，调整锥透镜和第一平凸透镜、第二平凸透镜的光学间距；

步骤九、将飞秒激光器贝塞尔光束的激光焦点聚焦在透明基板下表面，触发飞秒激光器输出一个激光脉冲，实现单个微孔加工；

步骤十、根据步骤六得到的光学间距与微孔加工直径、深度的关系，由加工的微孔直径得到微孔的加工深度，根据该加工深度，将激光焦点沿Z轴上移，再次触发飞秒激光器输出一个激光脉冲，此次加工的微孔与步骤九加工的微孔连接；

步骤十一、重复步骤十，直至微孔深度满足加工要求。

2.根据权利要求1所述的透明材料超大深径比微孔激光加工方法，其特征在于：步骤六中，将透明材料试片的侧面对准光学显微镜，从微孔侧面测量微孔的直径和深度，从而得到不同光学间距与微孔加工直径、深度的关系。

3.根据权利要求1或2所述的透明材料超大深径比微孔激光加工方法，其特征在于：步骤七中，在光束整形模块一侧固定千分表，移动运动平台的Z轴，采用千分表分别测量光学平晶和透明基板的厚度，计算得到水膜厚度。