[发明专利]一种多光子聚合三维纳米直写的运动定位系统

说明书

本发明涉及一种多光子聚合三维纳米直写的运动定位系统。包括XY宏动运动装置、移动平台以及激光偏摆装置，XY宏动运动装置能够驱动移动平台沿X轴和Y轴方向移动；还包括减振微动平台，减震微动平台包括XY轴微动模块和Z轴微动模块，Z轴微动模块的一端与移动平台连接，另一端与XY轴微动模块连接；激光偏摆装置包括用于安装激光偏摆装置的固定板、第一减振机构、柔性放大机构和偏摆镜，柔性放大机构的一端与偏摆镜的底座连接，另一端与第一减振机构连接，第一减振机构的另一端与固定板连接；柔性放大机构内设有第一压电陶瓷；柔性放大机构设有多组，多组柔性放大机构相互配合驱动偏摆镜摆动。本发明能够有效的提高定位的精确度。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，更具体地，涉及一种多光子聚合三维纳米直写的运动定位系统。

背景技术

微/光电子器件朝着微型化、轻薄化、集成化的方向发展。三维纳米直写技术基于多光子聚合原理，把高能激光在光刻胶内高度聚合为一点，以实现在纳米精度上的、自由设计的形状和结构加工，是现阶段世界上精度最高的三维纳米制造技术，具有超光学衍射极限的加工分辨率。该技术可以加工精度纳米级的三维结构，制造出来的物体比细菌还小，目前多光子聚合3D光刻技术在军事隐身、超材料、生物微纳机器人及微纳光学等方面得到了广泛应用。

多光子激光加工技术利用多光子吸收效应，实现在材料内部焦点区域发生相应的物理或者化学变化，同时通过控制激光走向来实现微结构的制作，实现了对任意三维微纳结构的加工。多光子聚合技术是指物质发生多光子吸收后，引起材料内部光聚合的过程，是一种强光与物质相互作用的现象，是三阶非线性光学效应的一种。当两束光聚焦的焦点处,分子同时吸收多个光子,引发聚合反应。发生在空间一点的聚合,保证多光子聚合具有空间选择“点”聚合的能力。利用多光子聚合进行三维操控和微加工，光子晶体的加工，海量信息存储等等。

现有的加工方式是靠微动台移动到加工位置，激光偏摆镜偏摆进行加工。原因是因为是现有机构是靠微动台进行减振，但动平台的运动柔性较差，并且在高速运动依旧会出现的震动，对平台定位精度造成极大影响。这种加工方式只能进行拼接加工，若想实现无拼接加工需要微动台和偏摆镜共同运动进行加工，又因为两者一起运动误差会增大所以难以实现微动台和偏摆镜共同运动的无拼接加工，另外，偏摆装置的加工范围小，导致加工效率低下。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种多光子聚合三维纳米直写的运动定位系统，能够有效的提高定位的精确度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多光子聚合三维纳米直写的运动定位系统，包括XY宏动运动装置、移动平台以及激光偏摆装置，所述的移动平台与XY宏动运动装置连接，XY宏动运动装置能够驱动移动平台沿X轴和Y轴方向移动；所述的激光偏摆装置位于XY宏动运动装置上方用于驱动偏摆镜运动；其中，还包括减振微动平台，所述的减震微动平台包括XY轴微动模块和Z轴微动模块，所述的Z轴微动模块的一端与移动平台连接，另一端与XY轴微动模块连接，待加工的产品位于XY轴微动模块上；所述的激光偏摆装置包括用于安装激光偏摆装置的固定板、第一减振机构、柔性放大机构和偏摆镜，柔性放大机构的一端与偏摆镜的底座连接，另一端与第一减振机构连接，第一减振机构的另一端与固定板连接；所述的柔性放大机构内设有第一压电陶瓷；所述的柔性放大机构设有多组，多组柔性放大机构相互配合驱动偏摆镜摆动。

在本发明中，通过XY宏动运动装置驱动待加工的产品进行大尺度的运动，移动到对应的位置，然后通过减振微动平台的微小运动进行补偿，实现精确定位，又因为减振微动平台具有减振功能，可以减少运动过程中的振动提高运动的精确性；同时，激光偏摆装置通过多个柔性放大机构和第一压电陶瓷的配合，实现微小的转动，对偏摆镜进行定位，而且激光偏摆装置上也设有减振机构，在驱动偏摆镜转动的过程中，避免了偏摆镜的振动，进一步的提高偏摆镜的精确定位；本发明提供的定位系统，有效了提高了定位的精确性，避免了在运动过程中产生振动而影响定位，在定位精确的情况下，便能够采用无拼接加工的方式对产品进行加工，即采用待加工的产品与偏摆镜一起运动，提高加工的效率。