[发明专利]一种脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置及方法

权利要求书

1.一种脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置，其特征在于，

包括用于发生脉冲激光束的脉冲激光束发生装置(1)、用于放置待烧蚀聚合物(5)并接受烧蚀过程中所产生的冲量的冲量接收面板(2)、用于导出烧蚀产物的筒状排气段(3)以及覆盖在所述待烧蚀聚合物(5)上部并用于在烧蚀过程中诱导等离子体产生的金属网状结构(4)；

所述冲量接收面板(2)设于所述筒状排气段(3)的底部，

所述金属网状结构(4)安装在所述筒状排气段(3)和/或所述冲量接收面板(2)上并覆盖于所述冲量接收面板(2)上的所述待烧蚀聚合物(5)上部，

所述金属网状结构(4)与所述待烧蚀聚合物(5)之间留有间隙，

所述脉冲激光束发生装置(1)的脉冲激光束发生端朝向所述冲量接收面板(2)布置，

所述脉冲激光束发生装置(1)所发射的脉冲激光束穿过所述金属网状结构(4)并作用于所述冲量接收面板(2)上的所述待烧蚀聚合物(5)上。

2.根据权利要求1所述的脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置，其特征在于，所述金属网状结构(4)通过用于调节所述金属网状结构(4)与所述待烧蚀聚合物(5)之间间隙的高度调节机构安装于所述筒状排气段(3)的内壁面上或者所述冲量接收面板(2)上。

3.根据权利要求1所述的脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置，其特征在于，

所述金属网状结构(4)的网孔孔径大小可调；

所述网孔孔径通过从所述金属网状结构(4)的四周拉伸或者金属回弹力回复的方式调节；或者

所述网孔孔径通过叠合的网孔相互发生错位移动的方式调节；或者

所述网孔孔径通过更换不同网孔孔径大小的所述金属网状结构(4)的方式调节。

4.根据权利要求1所述的脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置，其特征在于，所述金属网状结构(4)为平面网板或者曲面网板。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置，其特征在于，

所述冲量接收面板(2)和所述筒状排气段(3)采用整体一体化加工成型；或者

所述冲量接收面板(2)和所述筒状排气段(3)采用分别加工后装配成一体。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置，其特征在于，

所述脉冲激光束发生装置(1)的脉冲激光束发生端与所述待烧蚀聚合物(5)之间的间隙可调；或者

所述脉冲激光束发生装置(1)射出的脉冲激光束的焦点与所述待烧蚀聚合物(5)之间的距离可调。

7.一种脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生方法，其特征在于，

采用权利要求1至6中任一项所述的脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置；

针对脉冲激光束的激光脉冲波形，对所述脉冲激光烧蚀聚合物冲量产生装置的工作过程进行数值仿真，用以获取金属网状结构(4)的网孔孔径参数以及金属网状结构(4)与聚合物之间的间隙参数；

依据获得的所述网孔孔径参数以及所述间隙参数设置所述金属网状结构(4)；

脉冲激光束烧蚀所述金属网状结构(4)生成高电子数密度产物，所述高电子数密度产物用于增强对入射的所述脉冲激光束的吸收以及用于使所述金属网状结构(4)所处位置形成高压，同时所述高电子数密度产物阻滞聚合物烧蚀产物羽流场入口处的输入聚合物烧蚀产物的运动，使所述金属网状结构(4)与聚合物的烧蚀面之间形成低速高压区域；

当停止输出脉冲激光束后，利用所述金属网状结构(4)的所处位置形成的高压以及所述金属网状结构(4)与所述聚合物的烧蚀面之间形成的低速高压区域的高压减缓聚合物的烧蚀面压强的衰弱速度，从而获得高效的冲量性能并提高聚合物烧蚀过程中的质量利用效率。