激光直接刻蚀制作软边光阑的方法技术

一种激光直接刻蚀制作软边光阑的方法，主要是通过计算机编程、绘图、转换成矢量图、输入振镜控制软件，最终通过振镜系统控制光纤激光器的激光束在载物平台上的软边光阑材料上扫描，直接刻蚀出软边光阑。本发明专利技术利用了计算机编程绘图的灵活性，能实现各种不同参数的软边光阑的绘制，又利用光纤激光器输出的高光束质量和计算机系统对振镜系统的精密控制，能实现软边光阑复杂边缘的制作，具有方便、快捷、批量生产、环保等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软边光阑，特别是一种。
技术介绍
在软边光阑的制作方法中，常用的有乳胶感光、镀变透射率膜和玻璃磨砂等方法。这些方法都有各自的缺陷，比如乳胶感光法，其制作周期长，精细制膜困难；镀变透射率膜法，成本高，在使用中存在阈值问题，光路中光束能量过大则会对光阑造成不可逆损伤；玻璃磨砂法也存在精密加工困难，制作周期长等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种，该方法能解决参数变化、制作精度、周期和成本兼顾的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案一种，该方法包括下列步骤①用计算机按照软边光阑的设计公式r0(θ0)＝1+0.1sin(4θ0)sin(40θ)编程并绘制软边光阑图；②将软边光阑图转化为振镜控制软件能够识别的矢量图，输入到振镜控制软件中；③使用光纤激光器，振镜系统，控制用计算机系统，数据线，载物平台等搭建好刻蚀软边光阑的系统，并调节载物平台使之处于振镜系统的f-θ聚焦透镜的焦点附近；④在载物平台置制作软边光阑的样品材料，再精密调节载物平台高度，使f-θ聚焦透镜聚焦在样品上；⑤打开激光器，计算机根据振镜控制软件，按软边光阑图案，控制振镜系统调节激光输出，在样品材料上完成软边光阑的制作。所述的的振镜系统内部有两块由计算机控制的反射镜分别实现激光束在X，Y方向的扫描，激光就照射在这两块反射镜上，并通过出光口的f-θ聚焦透镜聚焦到样品材料上。所述的制作软边光阑的样品材料可以是金属薄板材料，也可以是非金属薄板材料。所述的制作软边光阑的样品材料的刻蚀阈值应低于激光器的输出功率，厚度在激光器的最大刻蚀深度范围内，且刻蚀完成后能保持光阑形状。本专利技术的优点是本专利技术利用了计算机编程绘图的灵活性，能实现各种不同参数的软边光阑的绘制，又利用光纤激光器输出的高光束质量和计算机系统对振镜系统的精密控制，能实现软边光阑复杂边缘的制作，具有方便、快捷、批量生产、环保等优点。附图说明图1为实现本专利技术的一种实验装置布局示意图。图2为采用本专利技术方法制作的软边光阑的实物示意图。图中1-光纤激光器 2-振镜系统 3-计算机 4-载物平台 5-用于制作软边光阑的材料 6-扫描激光束 7-数据线具体实施方式先请参阅图1，图1为实现本专利技术的一种实验装置布局示意图。本专利技术的具体制作过程如下根据软边光阑的边缘形状公式r0(θ0)＝1+0.1sin(4θ0)sin(40θ)(公开文献上有发表，如文国军，钱列加，丘悦等，利用波纹光阑和空间滤波器改善光束近场分布，中国激光，1995，22(6)435-438)，使用软件matlab编程作出软边光阑图，通过软件Autocad将软边光阑图转化为振镜控制软件能够识别的矢量图，通过如图1所示的刻蚀系统来制作软边光阑。调节载物平台4与振镜系统2出光口距离为20cm，该距离与振镜系统2中的f-θ聚焦透镜的焦距有关，光纤激光器1输出波长为1.06μm，频率为2kHz，功率为10W的红外脉冲激光，计算机3与振镜系统2用数据线7连接，振镜控制软件按输入的软边光阑图案，控制振镜系统2调节激光器1的激光束6输出轨迹，扫描放置在载物平台4上的0.6mm厚的钛膜样品材料5上完成软边光阑的刻蚀。图2为利用本专利技术方法在钛薄膜上刻蚀出的平均直径10mm的软边光阑实物示意图权利要求1.一种，该方法包括下列步骤①按照软边光阑的设计公式r0(θ0)＝1+0.1sin(4θ0)sin(40θ)编程输入计算机并绘制软边光阑图；②将软边光阑图转化为振镜控制软件能识别的矢量图，输入到振镜控制软件中；③将光纤激光器(1)、振镜系统(2)、计算机(3)、数据线(7)、载物平台(4)等搭建好刻蚀软边光阑的系统，并调节载物平台，使之处于振镜系统的f-θ聚焦透镜的焦点附近；④在载物平台(4)置制作软边光阑的材料(5)，再精密调节载物平台(4)的高度，使f-θ聚焦透镜聚焦在材料(5)上；⑤打开激光器(1)，计算机(3)根据振镜控制软件，按软边光阑图案，控制振镜系统(2)调节激光(6)输出，在样品材料(5)上扫描，完成软边光阑的制作。2.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征是所述的的振镜系统内部有两块由计算机控制的反射镜分别实现激光束在X，Y方向的扫描，激光就照射在这两块反射镜上，并通过出光口的f-θ聚焦透镜聚焦到样品材料上。3.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征是所述的制作软边光阑的样品材料可以是金属薄板材料，也可以是非金属薄板材料。4.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征是所述的制作软边光阑的样品材料的刻蚀阈值应低于激光器的输出功率，厚度在激光器的最大刻蚀深度范围内，且刻蚀完成后能保持光阑形状。全文摘要一种，主要是通过计算机编程、绘图、转换成矢量图、输入振镜控制软件，最终通过振镜系统控制光纤激光器的激光束在载物平台上的软边光阑材料上扫描，直接刻蚀出软边光阑。本专利技术利用了计算机编程绘图的灵活性，能实现各种不同参数的软边光阑的绘制，又利用光纤激光器输出的高光束质量和计算机系统对振镜系统的精密控制，能实现软边光阑复杂边缘的制作，具有方便、快捷、批量生产、环保等优点。文档编号B23K26/00GK1569380SQ200410018160公开日2005年1月26日 申请日期2004年5月9日 优先权日2004年5月9日专利技术者凌磊, 楼祺洪, 漆云凤, 叶震寰, 董景星 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光直接刻蚀制作软边光阑的方法，该方法包括下列步骤：　　　　①按照软边光阑的设计公式ｒ↓［０］（θ↓［０］）＝１＋０．１ｓｉｎ（４θ↓［０］）ｓｉｎ（４０θ）编程输入计算机并绘制软边光阑图；　　　　②将软边光阑图转化为振镜控制软件能识别的矢量图，输入到振镜控制软件中；　　　　③将光纤激光器（１）、振镜系统（２）、计算机（３）、数据线（７）、载物平台（４）等搭建好刻蚀软边光阑的系统，并调节载物平台，使之处于振镜系统的ｆ－θ聚焦透镜的焦点附近；　　　　④在载物平台（４）置制作软边光阑的材料（５），再精密调节载物平台（４）的高度，使ｆ－θ聚焦透镜聚焦在材料（５）上；　　　　⑤打开激光器（１），计算机（３）根据振镜控制软件，按软边光阑图案，控制振镜系统（２）调节激光（６）输出，在样品材料（５）上扫描，完成软边光阑的制作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：凌磊，楼祺洪，漆云凤，叶震寰，董景星，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]