[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

摘要

本发明公开了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及应用，属于激光加工技术领域，本发明采用多光子激发替代传统的单光子激发来解决利用飞秒激光进行大埋入深度直写时的失焦问题，其主要原理是将飞秒激光分束后再聚焦于待加工材料内部，将多个光子的能量“凑足”原单光子激发的对应的能量阈值，从而达到对材料改性的加工目的。同时，调节分束后的子束激光时域同步，并使其最终近正交会聚于待加工位置，从而获得具有近4π立体角的近球型焦斑。如此，利用多光子激光解决了飞秒激光大埋入深度直写时的失焦问题，可获得不同加工深度性质均一的三维埋入式结构。

主权项

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FL₁和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，取待加工的体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斑位于体材料内部的待加工起始位置；然后，利用多光子激发焦斑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。