[发明专利]一种高效制备高深径比微孔阵列的方法

权利要求书

1.一种利用飞秒激光贝塞尔光束高效加工高深径比微孔阵列的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，利用轴棱锥原理，将平行入射的飞秒激光高斯光束整形为飞秒激光贝塞尔光束；

步骤二，将步骤一中空间光整形得到的贝塞尔光束通过望远系统缩小尺寸成微贝塞尔光束，使其具有足够高的能量进行样品的加工；

步骤三，将加工样品置于六维移动的平移台上，控制平移台带动样品运动，将步骤二中得到的微贝塞尔光束聚焦在被加工样品表面；

步骤四，利用“飞行时间打孔法”，在飞秒激光贝塞尔光束单脉冲条件下，快速加工大面积高深径比微孔阵列。

2.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光贝塞尔光束高效加工高深径比微孔阵列的方法，其特征在于：所述步骤一使用锥透镜将平行入射的高斯光束整形为焦深较长的贝塞尔光束。

3.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光贝塞尔光束高效加工高深径比微孔阵列的方法，其特征在于：所述望远系统由一个平凸透镜和一个聚焦物镜组成。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种利用飞秒激光贝塞尔光束高效加工高深径比微孔阵列的方法，其特征在于：所述加工样品材料为PMMA、PET、PC或熔融石英。

5.一种利用飞秒激光贝塞尔光束高效加工高深径比微孔阵列的装置，其特征在于：包括飞秒激光系统(1)、半波片(2)、偏振分光棱镜(3)、连续衰减片(4)、机械快门(5)、光阑(6)、锥透镜(7)、平凸透镜(8)、二向色镜(9)、聚焦显微物镜(10)和六维精密位移平台(12)；

连接关系：飞秒激光系统(1)、半波片(2)、偏振分光棱镜(3)、连续衰减片(4)、机械快门(5)、光阑(6)、锥透镜(7)、平凸透镜(8)依次平行、同轴放置，二向色镜(9)的中心位于经过平凸透镜(8)的光轴上，成45°放置，光轴经二向色镜(9)反射依次通过聚焦显微物镜(10)、加工样品(11)和六维精密位移平台(12)的中心；

光路：飞秒激光(1)产生短脉冲飞秒激光，利用半波片(2)和偏振分光棱镜(3)的组合调整激光能量后，使用连续衰减片(4)进一步连续改变激光能量，其后的机械快门(5)用来控制激光的通断，从而控制激光加工与否；使用光阑(6)限制高斯光束的光斑大小，使其在一定大小的光斑直径内激光能量均匀分布；然后高斯激光平行入射进入锥透镜(7)中，锥透镜将高斯光束整形为贝塞尔光束；经过平凸透镜(8)和聚焦显微物镜(10)组成的望远系统将贝塞尔光束缩小为微贝塞尔光束；加工样品(11)固定在六维精密位移平台(12)上，移动六维精密位移平台(12)使加工样品(11)位于微贝塞尔光束区域。

6.根据权利要求5所述的一种利用飞秒激光贝塞尔光束高效加工高深径比微孔阵列的装置，其特征在于：还包括成像照明光源(13)和图像传感器(14)，二者组成正面成像系统，用于实时监控加工过程；成像照明光源(13)位于六维精密位移平台(12)的下方，其发出的照明光经过加工样品(11)、聚焦物镜(10)、二向色镜(9)，进入CCD图像传感器(14)成像。