[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

摘要

本发明涉及一种基于飞秒激光时空整形的超疏水表面制备系统，属于飞秒激光应用技术领域。本发明的制备系统，利用脉冲整形器与相位型空间光调制器，通过设计双脉冲的子脉冲延时与子脉冲能量比，加载特定相位，将单束高斯分布的飞秒激光单脉冲整形成为具有特定时域分布与空间分布的多焦点双脉冲飞秒激光。通过设定激光重复频率与扫描参数，最后利用平移台运动实现激光直写，在样品表面加工出有序的微纳复合结构，最终制备出大面积、高质量的超疏水表面。由于时域整形得到的双脉冲子脉冲能量相比于传统飞秒激光较低，能够减少热应力的生成，因此加工得到的微纳结构力学性能较好。本发明制备系统具有较高的效率以及较低的热应力。

主权项

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；/n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。/n