[发明专利]一种飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法

权利要求书

1.一种飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法，其特征在于，包括步骤：

S1，对金刚石表面进行清洗；

S2，搭建光路；

S3,设置飞秒激光器输出激光的激光参数；

S4，将所述金刚石固定在移动载物台的加工工位上；

S5，调节所述光路中的飞秒激光参数，并进行微槽加工；

S6，加工后处理；

在所述步骤S5中，通过先宽度方向进给再深度方向进给的激光加工行程方式进行近矩形截面微槽的加工。

2.如权利要求1所述的飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法，其特征在于，所述光路包括所述飞秒激光器、第一反射镜、1/2波片、分光棱镜、快门、第二反射镜、光阑、聚焦平凸透镜，所述飞秒激光器的输出激光经过所述第一反射镜使光路转动90°，反射光依次经过所述1/2波片、所述分光棱镜、所述快门、所述第二反射镜、所述光阑、所述聚焦平凸透镜垂直照射在所述移动载物台的加工工位上。

3.如权利要求2所述的飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法，其特征在于，所述分光棱镜设置有功率计，所述分光棱镜和所述功率计用于检测所述光路中的激光功率，所述1/2波片用于调节所述光路中的激光功率，所述快门用于控制所述光路的通断，所述光阑用于控制光斑大小，所述聚焦平凸透镜将所述光阑输出的圆形光斑激光束进行聚焦。

4.如权利要求3所述的飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法，其特征在于，将所述聚焦平凸透镜的透镜中心与烧蚀点之间的距离设置为50.8mm，透过所述聚焦平凸透镜得到的烧蚀圆光斑半径为1.08μm，所述烧蚀圆光斑为聚焦光斑。

5.如权利要求1所述的飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述激光参数包括激光波长、重频和脉宽，所述激光波长为808nm，所述重频为1kHz，所述脉宽为120fs。

6.如权利要求2所述的飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法，其特征在于，所述步骤S5中所述微槽加工过程包括：

S51，旋转所述1/2波片，调节所述飞秒激光功率；

S52，调节所述光阑的直径；

S53，建立坐标系，X轴为微槽宽度方向，Y轴为微槽长度方向，Z轴为光路轴线方向；通过将所述移动载物台沿Z轴移动，将所述聚焦平凸透镜的聚焦光斑焦点照射到所述金刚石表面；

S54，所述快门打开，所述移动载物台沿Y轴正方向移动形成初始微槽；

S55，当所述初始微槽加工至末端时，所述快门关闭，所述移动载物台沿X轴正方向进给X₀，X₀为水平进给量，所述移动载物台沿X轴正方向进行若干次水平进给加工；

S56，所述移动载物台沿X轴负方向回退X₀，同时沿Z轴正方向进给Z₀，Z₀为竖直进给量，所述移动载物台沿X轴负方向进行若干次水平进给加工；

S57，所述移动载物台沿X轴正方向回退X₀，同时沿Z轴正方向进给Z₀，所述移动载物台沿X轴正方向进行若干次水平进给加工；

S58，重复步骤S56和S57，直至所述移动载物台沿Z轴方向进行若干次竖直进给加工后，最终完成近矩形截面形状微槽的加工。

7.如权利要求6所述的飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法，其特征在于，在步骤S55中，单次所述水平进给加工的过程为:所述移动载物台沿X轴正方向进给X₀后，所述快门打开，控制所述移动载物台使飞秒激光沿Y轴方向进行与上一次相反方向的激光加工，加工至末端时，所述快门关闭，所述移动载物台再次沿X轴正方向进给X₀。

8.如权利要求6所述的飞秒激光加工金刚石微槽截面形状的调控方法，其特征在于，所述飞秒激光功率为2W，所述光阑的直径调节至7mm。