[发明专利]脉冲调控的飞秒激光-纳秒电解射流复合加工系统及方法

说明书

本发明公开一种脉冲调控的飞秒激光‑纳秒电解射流复合加工系统及方法，系统包括脉冲序列调节器、飞秒激光子系统、可见光透射激光反射镜、激光束与射流同轴监测子系统、反射式物镜、供液子系统、纳秒脉冲供电子子系统、射流发生装置、工作台、示波器；通过飞秒激光子系统进行激光烧蚀、纳秒脉冲供电子系统进行电解腐蚀、射流发生装置进行射流冲刷；三种作用不同的时序分布对所述工作台上的工件进行加工。本发明可针对不同材料进行加工，且加工出的产品质量高，效率高，满足用户的实际需求。

技术领域

本发明涉及激光微加工技术领域，具体涉及一种脉冲调控的飞秒激光-纳秒电解射流复合加工系统及方法。

背景技术

现阶段，激光加工技术已经广泛应用到精密加工领域，例如硅晶元表面的刻划、微细气膜孔的加工等，主要使用的激光是纳秒激光。尽管其加工效率较高，但是会带来显著的热效应，严重影响被加工区域的后续使用。飞秒激光作为一种新兴的激光技术，具有极高的峰值功率密度和极短的脉冲持续时间，因此加工质量很高。但是由于较低的单脉冲能量，其加工效率较低。同时，精密加工领域应用的材料趋于多元化，激光加工在面对属性不同的材料时加工策略较为单一，不能满足实际应用需求。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种脉冲调控的飞秒激光-纳秒电解射流复合加工系统，包括脉冲序列调节器、飞秒激光子系统、可见光透射激光反射镜、激光束与射流同轴监测子系统、反射式物镜、供液子系统、纳秒脉冲供电子子系统、射流发生装置、工作台、示波器；其中，

所述脉冲序列调节器在所述飞秒激光脉冲和所述纳秒脉冲供电子系统脉冲之间产生一定的脉冲延迟，并通过所述波器实时显示；

所述飞秒激光子系统产生的激光经过所述可见光透射激光反射镜反射后到达所述反射式物镜表面；

所述供液子系统提供的高压液体经过所述射流发生装置形成射流；

所述射流同轴监测子系统将所述飞秒激光子系统发射的激光和所述射流发生装置的射流进行同轴调节；

通过飞秒激光子系统进行激光烧蚀、纳秒脉冲供电子系统进行电解腐蚀、射流发生装置进行射流冲刷；三种作用不同的时序分布对所述工作台上的工件进行加工。

较佳的，所述飞秒激光子系统包括飞秒激光器、激光扩束镜、光路调整镜组；所述飞秒激光器的一端连接脉冲序列调节器，所述飞秒激光器射出的激光能够通过所述激光扩束镜后并通过所述光路调整镜组的折射射向所述可见光透射激光反射镜。

较佳的，所述激光束与射流同轴监测子系统包括白光光源、衰减镜、滤光镜、CCD和光学镜头；所述衰减镜、滤光镜、CCD和光学镜头与所述光路调整镜组的折射出的激光光路同轴线布置；所述白光光源为旁轴线布置。

较佳的，所述供液子系统包括三相变频电机、高压柱塞泵、蒸馏水箱、第一单向阀、电解液箱、第二单向阀、三通阀、单向过滤器、蓄能器、安全阀、压力表、双向过滤器、废液回收箱；

所述相变频电机与高压柱塞泵之间通过联轴器连接，所述高压柱塞泵的排出端与所述蓄能器、安全阀、压力表、双向过滤器依次连接；所述高压柱塞泵的吸入端与所述单向过滤器连接，所述单向过滤器的另一端连接所述三通阀，所述三通阀的其余两端分别连接所述第一单向阀与所述第二单向阀；所述第一单向阀连接所述蒸馏水箱，所述第二单向阀连接所述电解液箱；所述安全阀还连接有所述废液回收箱。

较佳的，所述纳秒脉冲供电子系统包括纳秒脉冲发生器以及高压直流电源；所述高压直流电源的正极与工作台连接，负极与射流发生装置连接，所述纳秒脉冲发生器与高压直流电源的信号输入端连接。