[发明专利]可实现聚焦和跟踪伺服以获得可控亚微米直径激光光斑输出的方法及系统

权利要求书

1.可实现聚焦和跟踪伺服以获得可控亚微米直径激光光斑输出的方法，其特征是利用宏微结合的三维纳米精密移动台及运动控制系统驱动精密可调光学系统，对激光器输出的1mm直径的激光束进行调节，实现激光光束在XY平面内的跟踪伺服以及在Z轴方向上的聚焦伺服，实现纳米级定位精度下的可控亚微米直径激光光斑的输出；

所述的可控亚微米为0.5～2μm；

所述的宏微结合的三维纳米精密移动台：三维宏动台：分辨率为1.0μm(X)×1.0μm(Y)×1.0μm(Z)，最大行程为5mm(X)×5mm(Y)×100mm(Z)；三维微动台：分辨率为3.0nm(X)×3.0nm(Y)×2.5nm(Z)，最大行程为30μm(X)×30μm(Y)×25μm(Z)。

2.按权利要求1所述的方法，其特征是所述的激光器输出的1mm直径的激光束其发散角小于0.7mrad。

3.基于权利要求1的可实现聚焦和跟踪伺服以获得可控亚微米直径激光光斑输出方法的系统，其特征是该系统主要由光学系统、机械伺服系统以及计算机控制及数据处理系统构成；所述的光学系统包括激光光源、分束器、聚焦系统及高分辨CCD探测器部件，所述的机械伺服系统包括宏微结合的三维纳米精密位移平台及运动控制系统，其中，宏微结合的三维纳米精密移动台中：三维宏动台：分辨率为1.0μm(X)×1.0μm(Y)×1.0μm(Z)，最大行程为5mm(X)×5mm(Y)×100mm(Z)；三维微动台：分辨率为3.0nm(X)×3.0nm(Y)×2.5nm(Z)，最大行程为30μm(X)×30μm(Y)×25μm(Z)。

4.按权利要求3所述的基于权利要求1的可实现聚焦和跟踪伺服以获得可控亚微米直径激光光斑输出方法的系统，其特征是所述的光学系统为可调精密光学系统，对激光器发射的直径1mm、发散角小于0.7mrad的激光束进行分束、准直、聚焦并探测，实现对激光束和光斑的尺寸及其能量的实时调控及监测；所述的机械伺服系统对输出激光束传输系统进行纳米级定位精度下的方位调节，实现最终输出激光光斑的跟踪伺服和聚焦伺服；所述的计算机控制及数据处理系统为以上两部分的控制中心，进行数据处理、监测及系统控制。