[发明专利]一种测试双光子材料阈值的方法及装置

权利要求书

1.一种测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：聚焦；

步骤2：测定样品的最低阈值m、最高阈值q及双光子加工窗口，所述最低阈值m及最高阈值q为飞秒激光的分束功率值；

步骤3：测定样品表面的真实功率W_r与飞秒激光的分束功率W_p，并将所述真实功率W_r与分束功率W_p的关系线性拟合成功率校准方程v，根据步骤2中的最低阈值m、最高阈值q及双光子加工窗口，通过功率校准方程v计算得到精确最高阈值w、精确最低阈值x及精确双光子加工窗口；

所述步骤2中，测定方法包括以下步骤：

步骤2.1：阈值初猜：在双光子成型软件中调取图案b，将加工平台向下调节距离c，打开飞秒激光并启动双光子成型软件进行成型，此过程中以功率间隔d从低至高增加飞秒激光的输出功率，直至观察视窗中观察到较为清晰的图案b，记录此时的激光功率e，为初猜最低阈值；随后以较大功率间隔f从低至高增加飞秒激光的输出功率，直至激光以及微结构附近突然出现急剧增大的黑色气泡后，停止辐照，并记录下飞秒激光的功率g，之后以功率g为起点，以功率间隔h从高至低降低飞秒激光的输出功率，直至激光以及微结构附近不再出现黑色气泡，记录此飞秒激光的功率i，为初猜最高阈值；

步骤2.2：阈值及双光子加工窗口测量：

2.2.1：在双光子成型软件中调取图案b，重复步骤1的聚焦过程，并将加工平台向下调节距离c；

2.2.2：调节激光功率为低于初猜最低阈值的激光功率j，打开飞秒激光并启动双光子成型软件进行成型；

2.2.3：随后平移加工平台距离k至微结构的一侧，并增加激光功率值l，打开飞秒激光并启动双光子成型软件进行成型；

2.2.4：重复步骤2.2.3，直至观察视窗出现图案b，记录此时激光功率m，为最低阈值；

2.2.5：随后平移加工平台距离k至微结构的一侧，并增加激光功率值n，打开飞秒激光并启动双光子成型软件进行成型，得到清晰的结构；

2.2.6：重复步骤2.2.5，直至激光功率为低于初猜最高阈值的激光功率o；

2.2.7：平移加工平台距离k至微结构的一侧，并增加激光功率值p，打开飞秒激光并启动双光子成型软件进行成型，得到结构；

2.2.8：重复步骤2.2.7，直至激光以及微结构附近突然出现增大的黑色气泡后，停止辐照，并记录下飞秒激光的功率q，为最高阈值；

2.2.9：得到样品双光子加工窗口为最低阈值m至最高阈值q。

2.根据权利要求1所述的测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：步骤3中，样品表面的真实功率W_r与飞秒激光的分束功率W_p的测定方法如下：

将飞秒激光功率调到值r，记录此时样品表面真实功率W_r和分束功率W_p；以激光功率间隔s从低至高增加飞秒激光功率，分别记录真实功率W_r和分束功率W_p；当激光功率达到值t时，以较大激光功率间隔u从低至高增加激光功率，直到100％，分别记录真实功率W_r和分束功率W_p；根据所测得的真实功率W_r与分束功率W_p绘制散点图，并进行线性拟合及线性回归得到功率校准方程v。

3.根据权利要求2所述的测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：所述激光功率r为分束功率最大值的5％，所述激光功率间隔s为分束功率最大值的5％，所述激光功率t为分束功率最大值的40％，所述较大激光功率间隔u为分束功率最大值的10％，功率校准方程v为W_r＝0.7543×W_p-0.00148。

4.根据权利要求1所述的测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：功率间隔d为分束功率最大值的2％，较大的功率间隔f为分束功率最大值的10％，功率间隔h为分束功率最大值的2％，激光功率增加量l为分束功率最大值的1％，激光功率增加量n为分束功率最大值的5％，激光功率增加量p为分束功率最大值的1％。

5.根据权利要求1所述的测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：在固定波长下，将待测样品放置于载物台，调节镜头高度进行聚焦，当电脑软件观察视窗中的物体由清晰变模糊的时候，镜头高度停止下降，在双光子成型软件中调取图案a，打开飞秒激光并启动双光子成型软件，使激光与载物台之间以图案a形状运动，之后将镜头向下微调，直到软件观察视窗中出现该图案a时，聚焦完成。