[发明专利]一种基于超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔方法及系统

权利要求书

1.一种基于超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔系统，其特征在于，采用脉冲序列产生装置与样品监测单元和样品加工单元组成四光楔旋切钻孔系统进行微孔的超快激光加工，所述脉冲序列产生装置由超快激光器与半波片、格兰棱镜、第一半透半反镜和第二半透半反镜依次连接的光路构成；所述样品监测单元由白光照明光源和白光分束镜连接的光路与CCD成像设备构成；所述样品加工单元由四光楔旋切头、超快激光高反镜和聚焦透镜依次连接的光路与多轴电控平移台构成；所述超快激光器发出的激光经半波片、格兰棱镜、第一半透半反镜进入设置在一维电控平移台上的第二半透半反镜生成由第二半透半反镜输出的脉冲序列；所述第二半透半反镜输出的脉冲序列由四光楔旋切头、超快激光高反镜和聚焦透镜依次连接的光路，将激光束引至多轴电控平移台上的待加工样品进行微孔加工；所述白光照明光源由白光分束镜、超快激光高反镜和聚焦透镜依次连接的光路到达待加工样品表面，经样品表面反射沿原路径返回到达CCD成像设备，实现对微孔加工的成像观察和监控。

2.根据权利要求1所述的基于超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔系统，其特征在于，所述第一半透半反镜与第二半透半反镜为平行设置且与入射激光垂直，通过调整两半透半反镜的间距，控制脉冲序列中子脉冲间隔，并通过选用不同反射率的半透半反镜组合控制所生成的脉冲序列的能量比。

3.根据权利要求1所述的基于超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔系统，其特征在于，所述四光楔旋切头包括角度偏转光楔组以及位移旋转光楔组，通过角度偏转和位移旋转参数的调整控制光束角度以及光束运动路径，实现不同锥度、不同孔径的微孔加工。

4.根据权利要求1所述的基于超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔系统，其特征在于，所述超快激光器由机械开关实现激光开启或关闭的控制。

5.根据权利要求1所述的基于超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔系统，其特征在于，所述多轴电控平移台为具有X/Y/Z三个平移运动轴与两个旋转轴组成的五轴电控平移工作台，通过计算机输入智能运动控制指令，进行多轴精密姿态调节及运动，实现异型孔加工或异型切割。

6.一种基于权利要求1-5任一项钻孔系统的超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔方法，其特征在于，采用脉冲序列产生装置将超快激光脉冲整形为具有一定能量比和子脉冲间隔的脉冲序列，采用四光楔旋切头根据设定的脉冲序列以及光束角度和路径，将激光束聚焦于待加工样品表面，实现高深径比、多孔型微孔的超快激光加工，所述脉冲序列由两个不同反射率且互相平行的半透半反镜生成不同能量比的脉冲序列，并通过改变两半透半反镜的间距控制脉冲序列中子脉冲间隔。

7.一种基于超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔系统，其特征在于，采用脉冲序列产生装置与样品监测单元和样品加工单元组成四光楔旋切钻孔系统进行微孔的超快激光加工，所述脉冲序列产生装置由超快激光器与半波片、格兰棱镜、第一半透半反镜、第二半透半反镜、分光镜、高反镜和挡光板连接的光路构成；所述样品监测单元由白光照明光源和白光分束镜连接的光路与CCD成像设备构成；所述样品加工单元由四光楔旋切头、超快激光高反镜和聚焦透镜依次连接的光路与多轴电控平移台构成；所述超快激光器发出的激光经半波片、格兰棱镜、第一半透半反镜进入设置在一维电控平移台上的第二半透半反镜，激光在第一半透半反镜和第二半透半反镜之间来回反射形成具有特定时间延迟的脉冲序列，由第一半透半反镜输出，并依次由分光镜、高反镜反射输出；所述高反镜反射输出的脉冲序列由四光楔旋切头、超快激光高反镜和聚焦透镜依次连接的光路，将激光束引至多轴电控平移台上的待加工样品进行微孔加工；所述白光照明光源由白光分束镜、超快激光高反镜和聚焦透镜依次连接的光路到达待加工样品表面，经样品表面反射沿原路径返回到达CCD成像设备，实现对微孔加工的成像观察和监控。

8.根据权利要求7所述的基于超快激光脉冲序列的四光楔旋切钻孔系统，其特征在于，所述第一半透半反镜与第二半透半反镜为平行设置且与入射激光垂直，通过调整两半透半反镜的间距，控制脉冲序列中子脉冲间隔，并通过选用不同反射率的半透半反镜组合控制所生成的脉冲序列的能量比。