[发明专利]一种基于飞秒激光可控刻蚀的薄膜材料图案化加工方法

权利要求书

1.一种基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)薄膜制备：在基底上沉积一层薄膜材料；

(2)利用飞秒激光在步骤(1)所述薄膜材料上进行刻蚀图案化；

(3)将步骤(2)图案化的材料置于酒精中进行超声清洗，烘干后，即得图案化的薄膜材料。

2.根据权利要求1所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，步骤(1)中，采用磁控溅射、蒸镀或电镀法在基底上制备薄膜材料。

3.根据权利要求1所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，步骤(1)中，所述薄膜材料为金属薄膜或非金属薄膜，所述薄膜材料的厚度为1-40μm。

4.根据权利要求1所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，步骤(2)中，所述飞秒激光采用直写方式进行刻蚀。

5.根据权利要求1所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，步骤(2)中，所述图案化的形状为点阵列、线阵列、圆阵列中任意一种或两种以上上述阵列的组合。

6.根据权利要求5所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，飞秒激光器输出的激光脉宽设置为290fs-10ps，重复频率设置为50-100kHz，单脉冲能量设置为7.5-37.5μJ，激光能量密度为0-5000mJ/cm²。

7.根据权利要求1所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，步骤(2)中，对图案进行刻蚀处理时，需要先对刻蚀区域进行填充处理，填充线条间隙为10-20μm。

8.根据权利要求1所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，步骤(2)中，采用飞秒激光加工系统在所述薄膜材料上进行刻蚀图案化。

9.根据权利要求8所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，所述飞秒激光加工系统的结构包括依次连接设置的飞秒激光器、光密度连续可调的光学衰减片、光学反射镜片、振镜加工系统、加工控制系统和位移平台；

利用所述飞秒激光器发出紫外激光对薄膜材料进行刻蚀加工；

所述光学衰减片放置于所述飞秒激光器的激光光路中，与激光路径垂直，以精准控制激光的单脉冲能量；

所述光学反射镜片设置多个，激光经所述多个光学反射镜片反射后进入振镜加工系统中实现聚焦；

所述加工控制系统用于导入绘制图案的图纸，完成图案对准；

所述位移平台用于夹持固定并精确移动待加工的薄膜材料。

10.根据权利要求9所述的基于飞秒激光可控刻蚀的高精度薄膜材料快速图案化加工方法，其特征在于，所述飞秒激光器发出紫外激光的波长为343nm；

所述光学衰减片的衰减效率为从17％-99.85％连续可调；

激光经振镜加工系统进行聚焦后的激光光斑直径为10μm。