[发明专利]控制气体氛围的飞秒激光微纳加工装置及其加工方法

权利要求书

1.一种控制气体氛围的飞秒激光微纳加工装置，包括飞秒激光光源（1）、计算机（3）和位移平台（10），其特征在于还有固定在所述的位移平台（10）的真空腔体（4），该真空腔体（4）的构成包括一个不锈钢圆筒形杯体（12），在该杯体的底中央为下光学窗口（16），在下光学窗口（16）上固定一个可调样品台（13），在该杯体口有一固定端盖（14），在该固定端盖（14）的中央是上光学窗口（15），所述杯体的两侧分别有与之相通的进气管（17）和抽气管（18），该进气管（17）的末端设有三个法兰，分别接电阻规（6）、电离规（7）和气体微调阀门（8），所述的电阻规（6）和电离规（7）与控制电源（5）连接，所述的气体微调阀门（8）与气体瓶（9）相连，所述的抽气管（18）通过法兰与真空泵（11）的波纹管连接，所述的真空腔体（4）正上方架设一台带有CCD（2）的显微镜，所述的CCD （2）和位移平台（10）与所述的计算机（3）相连。

2.利用权利要求1所述的控制气体氛围的飞秒激光微纳加工装置进行飞秒激光微纳加工的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）待加工样品安装：

在可调样品台（13）上固定待加工样品，将CCD（2）和位移平台（10）与所述的计算机（3）连接好，启动计算机（3），控制所述的位移平台（10）进行三维移动；所述的CCD（2）对待加工的样品进行实时成像并输入计算机（3）显示，所述的飞秒激光光源（1）发出的飞秒激光通过一组反射镜经显微物镜聚焦后通过真空腔体（4）的上光学窗口（15）进入真空腔室照射在可调样品台（13）上的待加工样品上，调整好后，将真空腔体（4）的真空腔室密封；

（2）气体氛围控制：

需要真空加工环境时，将微调阀门（8）关闭后，启动真空泵（11）对真空腔体（4）的真空腔室进行抽真空，所述的电阻规（6）和电离规（7）测得的真空度在控制电源上实时显示，二十分钟后，待真空腔室内的真空度达到0.01帕斯卡后即可进行加工；

加工需要气体氛围时，首先按照上述操作使真空腔室的真空度达到0.01帕斯卡，然后打开微调阀门（8），所需气体由气体瓶（9）进入真空腔室，通过控制微调阀门的转动来控制气体的流量，真空腔室内气体压强在控制电源上实时显示，达到所需的气压后即可进行加工；

（3）加工过程： 

调节显微物镜的高度，使待加工样品表面在CCD（2）上成清晰的像；将飞秒激光引入真空腔室与样品作用的同时，计算机（3）启动位移平台控制程序，位移平台带动真空腔室内的待加工样品进行精确的三维移动，实施飞秒激光加工，计算机（3）实时监控，直至加工完成。