[发明专利]一种并行复合型光器件刻蚀系统与方法

权利要求书

1.一种并行复合型光器件刻蚀系统，其特征在于，包括：计算机、激光器、加工平台和光路组件；

所述计算机分别与所述激光器、所述加工平台连接；所述计算机用于控制所述激光器发射特定波长和特定重复频率的激光，以及用于控制所述加工平台进行移动；所述激光器用于发射激光；所述加工平台用于通过运动改变光器件与所述光路组件输出的激光光斑的相对位置；

所述光路组件设置在所述激光器的输出光路上，所述光路组件包括半透半反射镜、精加工子系统和粗加工子系统；所述精加工子系统包括精加工单元、第一光阑阵列和第一聚焦透镜阵列；所述粗加工子系统包括粗加工单元、第二光阑阵列和第二聚焦透镜阵列；

所述半透半反射镜用于将入射的激光分为两束，第一光束进入所述精加工子系统，第二光束进入所述粗加工子系统；所述精加工单元用于得到N路精加工并行光束，所述N路精加工并行光束经所述第一光阑阵列改变大小、形状，再经所述第一聚焦透镜阵列聚焦后入射至所述加工平台，实现并行精加工；所述粗加工单元用于得到N路粗加工并行光束，所述N路粗加工并行光束经所述第二光阑阵列改变大小、形状，再经所述第二聚焦透镜阵列聚焦后入射至所述加工平台，实现并行粗加工；

所述精加工单元包括依光路依次设置的反射镜、半波片、空间光调制器、准直透镜阵列、反射镜阵列和光栅对阵列；

所述反射镜用于将所述第一光束反射至所述半波片；所述半波片用于对入射的偏振光进行旋转，产生半波长的光程差或180度位相差；所述空间光调制器用于将一束偏振光均分为N束同等性能的光束；所述准直透镜阵列用于将来自于所述空间光调制器的N束光变成N束平行的准直光；所述反射镜阵列用于将N束平行的准直光反射至所述光栅对阵列；所述光栅对阵列用于对焦点处光斑的三维形貌进行调整。

2.根据权利要求1所述的并行复合型光器件刻蚀系统，其特征在于，所述光栅对阵列中的光栅对通过调节光栅对与输入光线之间的夹角、光栅对的间距，实现调整焦点处光斑的三维形貌。

3.根据权利要求2所述的并行复合型光器件刻蚀系统，其特征在于，通过所述光栅对调整焦点处光斑的三维形貌时，焦点处光斑的直径可达到0.2μm。

4.根据权利要求1所述的并行复合型光器件刻蚀系统，其特征在于，所述粗加工单元包括均匀分光镜阵列；所述均匀分光镜阵列用于将所述第二光束均匀平分为N束同等性能的光束。

5.根据权利要求1所述的并行复合型光器件刻蚀系统，其特征在于，还包括：衰减器；所述衰减器设置在所述激光器和所述半透半反射镜之间的光路上，所述衰减器用于对所述激光器发射的激光功率进行调节。

6.根据权利要求1所述的并行复合型光器件刻蚀系统，其特征在于，还包括：光开关；所述光开关设置在所述半透半反射镜和所述精加工单元之间的光路上，所述光开关用于对所述半透半反射镜反射的激光是否进入所述精加工单元进行控制。

7.根据权利要求1所述的并行复合型光器件刻蚀系统，其特征在于，所述激光器采用飞秒激光器；所述加工平台为六维加工平台，所述六维加工平台在所述计算机的控制下通过平移、旋转来改变光器件与激光光斑的相对位置。

8.一种并行复合型光器件刻蚀方法，其特征在于，采用如权利要求1-7中任一项所述的并行复合型光器件刻蚀系统实现，所述方法包括：

通过计算机控制激光器发射特定波长和特定重复频率的激光；

所述半透半反射镜将入射的激光分为两束，第一光束进入精加工子系统，第二光束进入粗加工子系统；

所述第一光束经精加工单元后得到N路精加工并行光束，所述N路精加工并行光束经第一光阑阵列改变大小、形状，再经第一聚焦透镜阵列聚焦后入射至加工平台；

所述第二光束经粗加工单元后得到N路粗加工并行光束，所述N路粗加工并行光束经第二光阑阵列改变大小、形状，再经第二聚焦透镜阵列聚焦后入射至所述加工平台；

通过所述计算机控制所述加工平台进行移动，实现并行精加工或并行粗加工。

9.根据权利要求8所述的并行复合型光器件刻蚀方法，其特征在于，首先对光器件进行并行精加工，刻蚀出光器件的外部轮廓；精加工完成后，对光器件进行并行粗加工，刻蚀出光器件的外部轮廓内部部分；

所述精加工的光束光斑直径范围为0.2μm～0.3μm，所述粗加工的光斑直径范围为1μm-2μm。