一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置和方法，属于激光加工领域。方法包括：产生第一个飞秒激光脉冲、第二个飞秒激光脉冲、……、第N个飞秒激光脉冲，N为大于或等于2的整数；调制N个飞秒激光脉冲的延迟时间，使N个飞秒激光脉冲中相邻两个飞秒激光脉冲的后一个飞秒激光脉冲到达对应反射镜的时间落后于前一个飞秒激光脉冲；将所述第一个飞秒激光脉冲以及延迟后的N‑1个飞秒激光脉冲反射至物镜中；将反射至物镜中的N个飞秒激光脉冲聚焦到加工材料内部的加工区域，形成各向异性结构。本发明专利技术相对于普通的脉冲串，将生成纳米光栅结构所需的飞秒激光加工时长从微秒纳秒量级缩短至皮秒量级，能够满足光存储等对速度有很高要求的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置和方法
本专利技术属于激光加工领域，更具体地，涉及一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置和方法。
技术介绍
近年来，飞秒激光在微纳加工领域的应用得到了极大的发展，激发了人们越来越多的兴趣。飞秒激光由于其超快超强的特性，其具有极高的瞬时功率密度，经过物镜聚焦之后可在透明材料内部实现多光子吸收或多光子聚合等非线性效应，使得材料内部发生各种改性变化。飞秒激光在与熔融石英、纳米孔洞玻璃、气凝胶玻璃、掺杂玻璃等材料相互作用时，按照脉冲能量的不同，会在介质内部实现不同的改性变化。当脉冲能量较低时，加工区域折射率会增加，可用于制造光波导。当能量很高时，加工区域会出现小孔或裂纹，可用于三维光存储技术。当脉冲能量处于一个中间范围时，可在加工区域诱导出一种周期性的纳米光栅结构，其周期通常小于激光波长，排列方向与激光的偏振状态有关，并且具有双折射特性，其结构损伤阈值较高，可用于制造偏振光学元件与多维光存储技术。选用合适参数的飞秒激光对熔融石英内部进行持续辐照可以产生纳米光栅。但是，由于纳米光栅形成的过程中存在孵化过程，生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置，其特征在于，包括：飞秒激光器，N个反射镜，N-1个延时单元和一个物镜；其中，N为大于或等于2的整数；/n所述飞秒激光器用于产生N束飞秒激光光束，每束飞秒激光光束包含一个飞秒激光脉冲；/n所述N-1个延时单元包括：/n第i延时单元，用于调制第i+1个飞秒激光脉冲的延迟时间，i＝1,……,N-1；/n其中，相邻两个飞秒激光脉冲中后一个飞秒激光脉冲到达对应反射镜的时间落后于前一个飞秒激光脉冲；/n所述N个反射镜包括：/n第一反射镜，用于将第一个飞秒激光脉冲反射至物镜中；/n第j反射镜，用于透过前j-1个飞秒激光脉冲，并将延迟后的第j个飞秒激光脉冲反射至物镜...

【技术特征摘要】
1.一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置，其特征在于，包括：飞秒激光器，N个反射镜，N-1个延时单元和一个物镜；其中，N为大于或等于2的整数；
所述飞秒激光器用于产生N束飞秒激光光束，每束飞秒激光光束包含一个飞秒激光脉冲；
所述N-1个延时单元包括：
第i延时单元，用于调制第i+1个飞秒激光脉冲的延迟时间，i＝1,……,N-1；
其中，相邻两个飞秒激光脉冲中后一个飞秒激光脉冲到达对应反射镜的时间落后于前一个飞秒激光脉冲；
所述N个反射镜包括：
第一反射镜，用于将第一个飞秒激光脉冲反射至物镜中；
第j反射镜，用于透过前j-1个飞秒激光脉冲，并将延迟后的第j个飞秒激光脉冲反射至物镜中，j＝2,……,N；
所述物镜，用于将N个飞秒激光脉冲聚焦到加工材料内部的加工区域，形成各向异性结构；N个飞秒激光脉冲被聚焦到加工材料内部的时间等效于一束皮秒量级的飞秒脉冲激光串被聚焦到加工材料的时间。


2.根据权利要求1所述的一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置，其特征在于，所述N个飞秒激光脉冲中相邻两个飞秒激光脉冲的后一个飞秒激光脉冲到达对应反射镜的时间落后于前一个飞秒激光脉冲数百飞秒以内。


3.根据权利要求1所述的一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置，其特征在于，所述各向异性结构单点加工时间不超过数皮秒。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种降低飞秒激光引入结构所需时间的装置，其特征在于，所述加工材料为熔融石英。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张静宇，颜志，高骥超，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42