医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统及加工方法技术方案

本发明专利技术公开一种医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，包括沿激光光路依次排列的激光器、光衰减系统、径向偏振调节器、扫描振镜、聚焦镜头以及工作台；激光器用作提供超快激光的光源；光衰减系统包括1/2波片和格兰棱镜，激光器发出的激光经1/2波片后被格兰棱镜分成第一路光和第二路光，第一路光和第二路光中的二者之一通向径向偏振调节器；径向偏振调节器用于将第一路光和第二路光中的二者之一转换成径向偏振光；径向偏振光通向扫描振镜、聚焦镜头后聚焦于工作台上的待加工件。本发明专利技术通过改变光的电场振动分布，使得光电场在整个加工区域呈现径向偏正分布，待加工件的材料对光的吸收也更均匀，从而保证光在穿孔的过程中，孔径一致。致。致。

【技术实现步骤摘要】
医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统及加工方法


[0001]本专利技术属于医疗器械领域，尤其涉及一种医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统及加工方法。

技术介绍

[0002]在治疗呼吸道感染病例中，通常都是吃药，注射等技术，但疗效都不是很有效。为了精准有效的治疗呼吸道感染病例，通过呼吸来吸入药水雾粒，进入人的肺部，在这医疗器械行业一直是痛点。市面上虽然有提供的雾化系列技术，但合格率太低，导致呼吸进入的雾粒进入咽喉呼吸道后，无法有效进入肺气道，药物起不到作用。对此，为了攻克这个那题，展开了本课题的研究。对于人体而言，大于100um的雾粒是不能进入人体气道的，10
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100um可以进入到口腔，5
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10um可以进入鼻咽腔，2
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5um进入传到气道，1
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2um可以进入肺泡，小于1um，则无法沉积在肺部。为了有效的治疗呼吸道感染以及肺病患者，降低医疗成本，提高药物的利用率，雾化径粒的尺寸成了行业的难点，即如何保证径粒的尺寸在2
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4um之间，对于制药企业来说，如何控制疗效，即如何精确的控制雾化片的径粒和雾化量。现有技术中的径粒尺寸在1
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20um，孔径不稳定，无法精确量化医学高精细度要求，在大量的加工中，挑选能勉强满足要求的产品，良率不足10％，毫无品质可言，这也是国内外医疗雾化行业当前的现状。通过对国内大型制药企业进行技术调研，要求进入人体呼吸道的平均雾化径粒尺寸3～4um，良率要求100％。

技术实现思路
/>[0003]本专利技术的目的在于提供一种医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统及加工方法，以解决现有技术中的筛孔的尺寸较大且不均匀的问题。
[0004]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供的一种医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，包括沿激光光路依次排列的激光器、光衰减系统、径向偏振调节器、扫描振镜、聚焦镜头以及工作台；所述激光器用作提供超快激光的光源；所述光衰减系统包括1/2波片和格兰棱镜，所述激光器发出的激光经1/2波片后被所述格兰棱镜分成第一路光和第二路光，所述第一路光和第二路光中的二者之一通向所述径向偏振调节器；所述径向偏振调节器用于将所述第一路光和第二路光中的二者之一转换成径向偏振光；所述径向偏振光通向所述扫描振镜、聚焦镜头后聚焦于所述工作台上的待加工件。
[0005]优选地，所述光衰减系统还包括挡光模块，所述挡光模块用于吸收第一路光和第二路光中的二者另一。
[0006]优选地，还包括扩束器和光阑，所述扩束器和光阑在激光光路上位于激光器与光衰减系统之间且所述扩束器靠近所述激光器设置。
[0007]优选地，还包括吸附系统，所述吸附系统用于提供负压以将所述待加工件固定在所述工作台的安装治具上，所述安装治具对应待加工件的筛孔加工区设有通孔以保持筛孔加工区悬空，安装治具上对应待加工件筛孔非加工区设置的若干吸附孔，所述若干吸附孔
呈圆环状布置，所述吸附孔与所述吸附系统连通。
[0008]优选地，还包括水冷系统，所述水冷系统设于所述待加工件的底部并使得水冷系统中的冷却水由通孔处直接接触所述待加工件筛孔加工区的底部。
[0009]优选地，所述待加工件为40～50微米厚的不锈钢，所述筛孔包括上部的锥孔以及下部的微孔，所述微孔的直径为2～4微米，所述锥孔的最大直径为60～100微米。
[0010]另一方面，本专利技术还提供一种医疗雾化振动筛孔的超快激光加工方法，包括上述第一方面的所述超快激光加工系统，所述超快激光加工方法包括如下步骤：启动扫描振镜的定位功能以定位待加工件的筛孔中心；调制激光器发出的超快激光的能量强度并调制超快激光焦距位置，采用超快激光对待加工件直接冲击，使得待加工件的表面产生均匀的锥形凹坑并在凹坑的底部形成微孔；采取螺旋线或者同心圆清扫模式对锥形凹坑进行清扫，清扫由锥形凹坑的上部边缘向中部推进或者由锥形凹坑的中部向上部边缘推进；往复多次对所述锥形凹坑进行清扫，以形成上部为锥孔、下部为微孔的漏斗状锥形筛孔。
[0011]优选地，采取螺旋线或者同心圆清扫模式对锥形凹坑进行清扫，清扫由锥形凹坑的上部边缘向中部推进或者由锥形凹坑的中部向上部边缘推进包括：根据预设的锥孔尺寸和微孔的尺寸，确定不进行清扫的筛孔的第一半径范围；采取螺旋线或者同心圆清扫模式对锥形凹坑进行清扫，由锥形凹坑的边缘向第一半径位置推进或者由第一半径位置向锥形凹坑的边缘推进。
[0012]优选地，调制激光器发出的超快激光的能量强度包括：通过发射脉冲串激光并调节脉冲串快激光中的子脉冲数量来调制激光器发出的超快激光的能量强度。
[0013]优选地，所述微孔的直径为2～4微米，所述锥孔的最大直径为60～100微米，所述第一半径为2.5～20微米。
[0014]与现有技术相比，本专利技术通过改变光的电场振动分布，使得光电场在整个加工区域呈现径向偏正分布，待加工件的材料对光的吸收也更均匀，筛孔的孔型也不再因为光的偏正比例造成孔圆度过大差异，而是表现出相似性，从而保证光在穿孔的过程中，出口形状一致，孔径一致；本专利技术有效地提高了钻孔质量和良率，解决了医疗级别雾化片的良率问题，降低了医疗成本和提高治疗效率，将超快激光通过以上径向偏正分布的改造，使得材料各个方向吸收率相同，瞬间击穿材料，且得到微孔孔径圆度也超过常规模式的穿孔效果，圆度在90％以上，达到了当前国际最高水平。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统的结构示意图。
[0016]图2为本专利技术实施例医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统的待加工件上加工的筛孔的结构图。
[0017]图3为本专利技术实施例医疗雾化振动筛孔的超快激光加工方法中的螺旋线清扫加工轨迹图。
具体实施方式
[0018]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0019]如图1所示，本专利技术公开一种医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，包括沿激光光路依次排列的激光器1、光衰减系统4、径向偏振调节器5、扫描振镜6、聚焦镜头7以及工作台8；激光器1用作提供超快激光的光源；光衰减系统4包括1/2波片和格兰棱镜，激光器1发出的激光经1/2波片后被格兰棱镜分成第一路光和第二路光，第一路光和第二路光中的二者之一通向径向偏振调节器5；径向偏振调节器5用于将第一路光和第二路光中的二者之一转换成径向偏振光；径向偏振光通向扫描振镜6、聚焦镜头7后聚焦于工作台8上的待加工件9。
[0020]具体的，待加工件9为40～50微米厚的不锈钢，筛孔穿透待加工件9，包括上部的锥孔91以及下部的微孔92，微孔92的直径为2～4微米，锥孔91的最大直径为60～100微米，筛孔的具体尺寸可以根据实际需要进行设计。激光器1为发出波长为515nm的绿光超快激光器，脉冲宽度在12皮秒以下，例如，激光器选取中科聚能公司的515nm 10W@1000K超快绿光，采用超快激光的目的是降低材料的热损伤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，其特征在于，包括沿激光光路依次排列的激光器、光衰减系统、径向偏振调节器、扫描振镜、聚焦镜头以及工作台；所述激光器用作提供超快激光的光源；所述光衰减系统包括1/2波片和格兰棱镜，所述激光器发出的激光经1/2波片后被所述格兰棱镜分成第一路光和第二路光，所述第一路光和第二路光中的二者之一通向所述径向偏振调节器；所述径向偏振调节器用于将所述第一路光和第二路光中的二者之一转换成径向偏振光；所述径向偏振光通向所述扫描振镜、聚焦镜头后聚焦于所述工作台上的待加工件。2.如权利要求1所述的医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，其特征在于，所述光衰减系统还包括挡光模块，所述挡光模块用于吸收第一路光和第二路光中的二者另一。3.如权利要求1所述的医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，其特征在于，还包括扩束器和光阑，所述扩束器和光阑在激光光路上位于激光器与光衰减系统之间且所述扩束器靠近所述激光器设置。4.如权利要求1所述的医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，其特征在于，还包括吸附系统，所述吸附系统用于提供负压以将所述待加工件固定在所述工作台的安装治具上，所述安装治具对应待加工件的筛孔加工区设有通孔以保持筛孔加工区悬空，安装治具上对应待加工件筛孔非加工区设置有若干吸附孔，所述若干吸附孔呈圆环状布置，所述吸附孔与所述吸附系统连通。5.如权利要求4所述的医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，其特征在于，还包括水冷系统，所述水冷系统设于所述待加工件的底部并使得水冷系统中的冷却水由通孔处直接接触所述待加工件筛孔加工区的底部。6.如权利要求1所述的医疗雾化振动筛孔的超快激光加工系统，其特征在于，所述待加工件为40～50微米厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛建雄，邹凡，高磊，王富成，朱建海，林小波，杨小君，
申请(专利权)人：广东中科微精光子制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：