利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置及方法，属于不规则形貌陶瓷表面激光加工技术领域，包括编程软件、飞秒激光放大器、半波片、偏振片、会聚透镜、扫描振镜、不规则形貌的陶瓷球及配有三维精密位移平台的载物台；飞秒激光放大器的输出端依次放置半波片、偏振片、会聚透镜及扫描振镜，不规则形貌的陶瓷球放置在三维精密位移平台的载物台上，利用编程软件来控制扫描振镜的偏转，实现对飞秒激光光丝运动的轨迹和速度的控制，从而完成在陶瓷球表面的三维参数化图案飞秒激光加工，这将在精密加工功能陶瓷器件和雕刻艺术陶瓷制品领域内展现出极其重要的作用。

Device and method for pattern processing on ceramic ball surface by femtosecond laser

The invention discloses a device and method for processing the patterned surface of a ceramic ball with a femtosecond laser, which belongs to the field of laser processing of irregular topography ceramic surface, including programming software, femtosecond laser amplifier, half wave plate, polarizer, convergent lens, scanning vibrating mirror, irregular shape ceramic ball and three A carrier platform of a precision displacement platform; a half wave plate, a polarizer, a converging lens and a scanning vibrating mirror are placed in the output end of the femtosecond laser amplifier. The ceramic balls with irregular topography are placed on the carrier platform of the three-dimensional precision displacement platform. The deflection of the scanning mirror is controlled by the programming software to realize the motion of the femtosecond laser filament. With the control of the trajectory and speed, the three-dimensional parameterized femtosecond laser processing on the surface of the ceramic ball will be completed, which will play an extremely important role in the field of precision machining functional ceramics and engraving art ceramics.

【技术实现步骤摘要】
利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置及方法
本专利技术属于不规则形貌陶瓷表面激光加工
，具体涉及一种利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置及方法。
技术介绍
陶瓷材料是利用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料，它具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温等稳定的物理化学性质。近年来发现的新型陶瓷材料，在性能上具有独特的优越性，如绝缘性、压电性、无磁性、热膨胀系数小等等，因此被广泛的应用在冶金、机械、化工、电子、航天和医疗等行业中。随着不同领域对陶瓷制品需求的不断增加，人们对于陶瓷材料进行高精密成型加工的要求也日益增加。而陶瓷晶体的化学键具有方向性，原子堆积密度低，原子间距大，展现出很高的脆性非常易碎，因此属于一种极难加工的材料。目前对陶瓷进行精密加工的技术主要有机械加工、高压磨料水射流加工、等离子弧切割、电火花加工和激光加工等，其中激光加工技术是一种非接触、无污染、效率高的加工工艺。它利用具有高能量、单色性、相干性的激光辐照在陶瓷材料表面，从而完成对其进行打孔、切割、划线、焊接等加工。但是，利用激光对复杂形貌的陶瓷表面进行加工，一直是激光加工工艺的难点。通常通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置，其特征在于，包括编程软件、飞秒激光放大器(1)、半波片(2)、偏振片(3)、会聚透镜(4)、扫描振镜(5)、不规则形貌的陶瓷球(6)及配有三维精密位移平台的载物台(7)；飞秒激光放大器(1)的输出端依次放置半波片(2)、偏振片(3)、会聚透镜(4)及扫描振镜(5)，不规则形貌的陶瓷球(6)放置在三维精密位移平台的载物台(7)上，利用编程软件来控制扫描振镜(5)的偏转；飞秒激光放大器(1)的飞秒激光依次通过半波片(2)、偏振片(3)、会聚透镜(4)后，即可在会聚透镜(4)的焦点附近形成光丝，再将不规则形貌的陶瓷球(6)表面位于飞秒激光光丝的中间部位。

【技术特征摘要】
1.利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置，其特征在于，包括编程软件、飞秒激光放大器(1)、半波片(2)、偏振片(3)、会聚透镜(4)、扫描振镜(5)、不规则形貌的陶瓷球(6)及配有三维精密位移平台的载物台(7)；飞秒激光放大器(1)的输出端依次放置半波片(2)、偏振片(3)、会聚透镜(4)及扫描振镜(5)，不规则形貌的陶瓷球(6)放置在三维精密位移平台的载物台(7)上，利用编程软件来控制扫描振镜(5)的偏转；飞秒激光放大器(1)的飞秒激光依次通过半波片(2)、偏振片(3)、会聚透镜(4)后，即可在会聚透镜(4)的焦点附近形成光丝，再将不规则形貌的陶瓷球(6)表面位于飞秒激光光丝的中间部位。2.如权利要求1所述的利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置，其特征在于，所述的飞秒激光放大器(1)的中心波长为800nm，脉冲宽度为35fs，重复频率为0.01KHz～1KHz，产生的单脉冲脉冲能量为2.5mJ/cm2～3.5mJ/cm2。3.如权利要求1所述的利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置，其特征在于，所述的会聚透镜(4)为平凸透镜，焦距为0.3m～2m，可以使飞秒激光在大气中成丝。4.如权利要求1所述的利用飞秒激光在陶瓷球表面进行图案加工的装置，其特征在于，所述的扫描振镜(5)的镜片使用金膜镀层。...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐淮良，詹学鹏，苏越，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22