一种基于空间整形飞秒激光分层扫描的异形孔加工系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于空间整形飞秒激光分层扫描的异形孔加工方法，属于飞秒激光应用技术领域。本发明专利技术的加工系统，采用空间整形技术，将传统空间上呈高斯分布的飞秒激光整形成为聚焦后具有均匀能量分布的平顶光束，设定激光扫描的路径与参数，实现高质量的复杂异形孔加工。本发明专利技术的空间整形飞秒激光应用于异形孔扫描时，由于整形后的平顶光束能量分布较为平均，可以有效避免烧蚀不均匀带来的加工结果的不理想。本发明专利技术的空间整形飞秒激光，应用于异形孔扫描时，通过扫描路径的分层设计，可以便于调节异形孔的形状、尺寸、深度以及锥度，实现高自由度的异形孔加工。

A special hole machining system based on space shaping femtosecond laser layered scanning

【技术实现步骤摘要】
一种基于空间整形飞秒激光分层扫描的异形孔加工系统
本专利技术涉及一种基于空间整形飞秒激光分层扫描的异形孔加工系统，属于飞秒激光应用

技术介绍
如今，随着需求应用中不断攀升的制造要求，微制造与微细加工已经成为工业领域不可或缺的一部分。而微孔最为一种常见结构，被广泛应用于航空、生物、化工、新能源等领域。加工微孔的传统手段，主要有机械钻孔、电火花打孔、电化学打孔、电子束打孔、聚焦离子束打孔与激光束打孔等方式。但在实际应用中，每种微孔加工方式均具有一定的局限性。机械钻孔依靠刀具进行切削，所以其不能加工硬质材料。又由于微米尺寸的钻头又受到形状、尺寸、刚度等限制，只能加工较浅的简单微孔结构。电火花与电化学方法虽然可以加工尺寸较小的微孔，但是一般只适用于导电材料，且过程中对电极有极大损耗。如聚焦离子束与电子束等高能束流加工方法则需要极其苛刻的条件，效率低的同时设备也极昂贵。而激光作为一种非接触式的加工手段，具有材料适用性广、效率高、设备简单、成本低等独特的优势。目前，利用激光加工的微孔已广泛应用于发动机燃油喷嘴、发动机涡轮叶片、微流体系统芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空间整形飞秒激光分层扫描的异形孔加工系统，其特征在于，包括飞秒激光器、半波片、偏振片、光阑、机械快门、相位型空间光调制器、第一平凸透镜、反射镜、第二平凸透镜、二向色镜、加工物镜、六维平移台、半透半反镜、白光光源、成像透镜和工业照相机；其中：/n所述的飞秒激光器、半波片、偏振片、光阑、机械快门依次设置在第一光轴上，飞秒激光器发出的飞秒激光经过半波片、偏振片和光阑，机械快门控制，飞秒激光入射到相位型空间光调制器上，产生空间整形飞秒激光；整形后的飞秒激光脉冲依次经过第一平凸透镜、反射镜、第二平凸透镜、二向色镜后入射到加工物镜上方，经由加工物镜聚焦后照射在位于六维平移台的待加工样品上；/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于空间整形飞秒激光分层扫描的异形孔加工系统，其特征在于，包括飞秒激光器、半波片、偏振片、光阑、机械快门、相位型空间光调制器、第一平凸透镜、反射镜、第二平凸透镜、二向色镜、加工物镜、六维平移台、半透半反镜、白光光源、成像透镜和工业照相机；其中：
所述的飞秒激光器、半波片、偏振片、光阑、机械快门依次设置在第一光轴上，飞秒激光器发出的飞秒激光经过半波片、偏振片和光阑，机械快门控制，飞秒激光入射到相位型空间光调制器上，产生空间整形飞秒激光；整形后的飞秒激光脉冲依次经过第一平凸透镜、反射镜、第二平凸透镜、二向色镜后入射到加工物镜上方，经由加工物镜聚焦后照射在位于六维平移台的待加工样品上；
所述的相位型空间光调制器加载相位图，对飞秒激光进行空间整形，实现平顶光束的输出；
所述的半波片与偏振片共同构成能量调节系统，对飞秒激光器1的能量进行自由调节，并使出射飞秒激光的偏振方向为水平；
所述的二向色镜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜澜，李佳群，闫剑锋，
申请(专利权)人：清华大学，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11