一种测试双光子材料阈值的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测试双光子材料阈值的方法及装置，该方法包括以下步骤：步骤1：聚焦；步骤2：测定样品的最低阈值m、最高阈值q、及双光子加工窗口，所述最低阈值m及最高阈值q为飞秒激光的分束功率值；步骤3：测定样品表面的真实功率Wr与飞秒激光的分束功率Wp，并将所述真实功率Wr与分束功率Wp的关系线性拟合成功率校准方程v，根据步骤2中的最低阈值m、最高阈值q及双光子加工窗口，通过功率校准性方程v计算得到精确最高阈值w、精确最低阈值x及精确双光子加工窗口，该方法能够准确测得照射到样品表面的激光功率值，以获得该样品的阈值。

A method and device for testing the threshold of two-photon material

The invention relates to a method and a device for testing the threshold value of two-photon material, which comprises the following steps: step 1: focusing; step 2: determining the minimum threshold m, the maximum threshold q, and the two-photon processing window of the sample, the minimum threshold m and the maximum threshold Q being the beam splitting power values of femtosecond lasers; step 3: determining the sample table; The relationship between the real power Wr and the beam splitting power Wp of femtosecond laser is linearly fitted to the success rate calibration equation V. According to the minimum threshold m, the maximum threshold Q and the two-photon processing window in step 2, the exact maximum threshold W and the exact minimum threshold W are calculated by the power calibration equation v. X and accurate two-photon processing window, this method can accurately measure the laser power on the surface of the sample to obtain the threshold value of the sample.

【技术实现步骤摘要】
一种测试双光子材料阈值的方法及装置
本专利技术涉及一种测试双光子材料阈值的方法及装置。
技术介绍
单光子吸收是指分子在吸收一个能量为W的光子后，电子从基态跃迁到激发态。而双光子吸收需要分子同时吸收两个能量为W/2的光子后，才能实现电子从基态跃迁到激发态。正因为双光子诱导所需的能量仅为单光子诱导所需能量的一半，所以双光子技术可以采用穿透能力强的红外光代替紫外光而达到加工目的。由于飞秒激光双光子微加工技术具有加工精度高、热效应小、无掩模、灵活性高，且能真正实现3D微加工等优点而成为了国内外研究的热点，近年来在生物工程、航空航天、国防等领域得到了快速的发展和广泛的应用。在利用飞秒激光双光子微加工技术制备微结构过程中，控制照射在材料上的激光能量或功率值至关重要。能量过低，无法实现聚合制备微结构；能量过高，会使材料发生烧蚀现象，降低微结构质量。可以把刚好能在材料上制备出微结构的最低激光功率值称为聚合阈值，使材料发生烧蚀现象的激光功率值称为烧蚀阈值。从目前已有的文献看，测定双光子材料的阈值往往是在某一个固定波长下进行测试的，且往往是直接测定激光的出射功率值而非照射到样品上的功率值。但是不同波长下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：聚焦；步骤2：测定样品的最低阈值m、最高阈值q、及双光子加工窗口，所述最低阈值m及最高阈值q为飞秒激光的分束功率值；步骤3：测定样品表面的真实功率Wr与飞秒激光的分束功率Wp，并将所述真实功率Wr与分束功率Wp的关系线性拟合成功率校准方程v，根据步骤2中的最低阈值m、最高阈值q及双光子加工窗口，通过功率校准性方程v计算得到精确最高阈值w、精确最低阈值x及精确双光子加工窗口。

【技术特征摘要】
1.一种测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：聚焦；步骤2：测定样品的最低阈值m、最高阈值q、及双光子加工窗口，所述最低阈值m及最高阈值q为飞秒激光的分束功率值；步骤3：测定样品表面的真实功率Wr与飞秒激光的分束功率Wp，并将所述真实功率Wr与分束功率Wp的关系线性拟合成功率校准方程v，根据步骤2中的最低阈值m、最高阈值q及双光子加工窗口，通过功率校准性方程v计算得到精确最高阈值w、精确最低阈值x及精确双光子加工窗口。2.根据权利要求1所述的测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：步骤3中，样品表面的真实功率Wr与飞秒激光的分束功率Wp的测定方法如下：将飞秒激光功率调到值r，记录此时样品表面真实功率Wr和分束功率Wp；以功率间隔s从低至高增加飞秒激光功率，分别记录真实功率Wr和分束功率Wp；当激光功率达到值t时，以较大功率间隔u从低至高增加激光功率，直到100％，分别记录真实功率Wr和分束功率Wp；根据所测得的真实功率Wr与分束功率Wp绘制散点图，并进行线性拟合及线性回归得到功率校准方程v。3.根据权利要求2所述的测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：所述激光功率r为分束功率最大值的5％，所述激光功率间隔s为分束功率最大值的5％，所述激光功率t为分束功率最大值的40％，所述较大激光功率间隔u为分束功率最大值的10％，功率校准方程v为Wr＝0.7543×Wp-0.00148。4.根据权利要求1所述的测试双光子材料阈值的方法，其特征在于：所述步骤2中，测定方法包括以下步骤：步骤2.1：阈值初猜：在双光子成型软件中调取图案b，将加工平台向下调节距离c，打开飞秒激光并启动双光子成型软件进行成型，此过程中以功率间隔d从低至高增加飞秒激光的输出功率，直至观察视窗中观察到较为清晰的图案b，记录此时的激光功率e，为初猜最低阈值；随后以较大功率间隔f从低至高增加飞秒激光的输出功率，直至激光以及微结构附近突然出现急剧增大的黑色气泡后，停止辐照，并记录下飞秒激光的功率g，之后以功率g为起点，以功率间隔h从高至低降低飞秒激光的输出功率，直至激光以及微结构附近不再出现黑色气泡，记录此飞秒激光的功率i，为初猜最高阈值；步骤2.2：阈值及双光子加工窗口测量：2.2.1：在双光子成型软件中调取图案b，重复步骤1的聚焦过程，并将加工平台向下调节距离c；2.2.2：调节激光功率为低于初猜最低阈值的激光功率j，打开飞秒激光并启动双光子成型软件进行成型；2.2.3：随后平移加工平台距离k至微...

【专利技术属性】
技术研发人员：李治全，陶卫东，朱俊哲，夏锦涛，
申请(专利权)人：江南大学，宁波大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32