[发明专利]短脉冲激光诱导超声水流等离子体超精细切割装置及方法

权利要求书

1.一种短脉冲激光诱导超声水流等离子体超精细切割装置，包括激光切割轨迹控制部(100)、激光产生及聚焦部(200)、切割材料(300)、水循环控制部(400)、微结构反馈部(500)，其特征在于：

所述的激光切割轨迹控制部(100)由图像识别系统(101)、逻辑控制器(102)、激光电流控制器(103)、聚焦深度控制器(104)、激光路径控制器(105)、电控平移台(106)组成，所述图像识别系统(101)信号输入端连接微结构反馈部(500)，输出端通过逻辑控制器(102)分别连接激光电流控制器(103)、聚焦深度控制器(104)、激光路径控制器(105)，聚焦深度控制器(104)和激光路径控制器(105)连接电控平移台(106)，由激光路径控制器(105)控制电控平移台(106)，从而控制激光的移动路径，并通过微结构反馈部(500)回传的结构信息，实时调整激光产生及聚焦部(200)的激光能量与聚焦深度，从而实现任意形状的切割；

所述的激光产生及聚焦部(200)包括激光光源装置(201)、激光反射镜组(202)、激光聚焦系统(203)，所述激光光源装置(201)出射的激光光束，经激光反射镜组(202)入射到激光聚焦系统(203)实现聚焦，使激光光束聚焦焦点在切割材料表面上方水膜内；其中，所述激光光源装置(201)连接激光电流控制器(103)，激光聚焦系统(203)安装在电控平移台(106)；

所述水循环控制部(400)包括出水装置(401)、水膜(402)，液体从出水装置(401)流出，经切割材料(300)表面形成一层均匀的水膜(402)，流过切割材料(300)的液体回收至出水装置(401)，构成水循环；

所述的微结构反馈部(500)包括光学显微镜(501)、显示器(502)、升降台(503)，所述光学显微镜(501)将材料切割情况实时反映在显示器(502)上，再反馈至激光切割轨迹控制部(100)；

所述切割材料(300)为固体或胶体材料，所述切割材料(300)置于切割平台上(301)。

2.根据权利要求1所述的短脉冲激光诱导超声水流等离子体超精细切割装置，其特征在于：所述的激光光源装置(201)的输出波长为紫外200-400nm、可见400-700nm或者红外波段700-10000nm，输出的脉宽为0-500ps；所述激光光源装置(201)输出激光能量收到来激光自切割轨迹控制部(100)中激光电流控制器(103)的电流反馈。

3.根据权利要求1所述的短脉冲激光诱导超声水流等离子体超精细切割装置，其特征在于：所述的激光反射镜组(202)可以为45度反射镜对或除45度角度之外的任意角度反射镜组组成的光路调节系统。

4.根据权利要求1所述的短脉冲激光诱导超声水流的等离子体超精细切割装置，其特征在于：所述的激光聚焦系统(203)可以为凸透镜、凹透镜、凹面镜、抛物面镜组成的将激光聚焦在切割材料(300)上的光学系统；所述电控平移台(106)接收聚焦深度控制器(104)的反馈信号，并输出控制信号给所述激光聚焦系统(203)，由电控平移台(106)控制所述激光聚焦系统(203)的聚焦深度，以及切割路径，从而实现控制切割形状。

5.根据权利要求1所述的短脉冲激光诱导超声水流等离子体超精细切割装置，其特征在于：所述的切割平台(301)周围安装有隔离散射激光的隔板，以确保操作人员的安全。

6.根据权利要求1所述的短脉冲激光诱导超声水流等离子体超精细切割装置，其特征在于：所述的液体可为水、胶体、纯溶液、掺杂悬浮凝胶/颗粒的溶液中的一种。