【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光精密加工，具体而言，涉及一种多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置及方法。
技术介绍
1、多晶金刚石具有极高的硬度、良好的化学稳定性、极高的热导率、高弹性模量、宽的透光波段等优越的机械、化学、光学及热学的性能，被视为21世纪最有应用前景的功能材料。多晶金刚石薄膜能够在各种极端的条件稳定工作，是优秀的窗口材料和散热材料。现阶段大尺寸多晶金刚石薄膜多采用化学气相沉积(cvd)法获得，受cvd法多晶金刚石薄膜生长机理的制约，多晶金刚石薄膜在生长过程中，通常沿着某些晶面择优生长，随着厚度的增加，多晶金刚石薄膜表面粗糙度和晶粒大小会增大到几十个微米，且表面残留一定的石墨层，会导致生长出来的多晶金刚石薄膜厚度不均匀。当前对多晶金刚石的加工，通常使用机械研磨，由于cvd法生长出来的多晶金刚石薄膜的厚度不均匀，且薄膜厚度较薄的特性，会导致多晶金刚石薄膜在后续机械研磨过程中因薄膜表面受力不均匀出现多晶金刚石薄膜的破裂、损伤等问题。
技术实现思路
1、本专利技术公开了一种多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，针对目前cvd法生长出来的多晶金刚石薄膜厚度不均匀的问题，提出利用激光烧蚀多晶金刚石薄膜，使其厚度均匀化，提出将激光处理多晶金刚石薄膜装置与多晶金刚石薄膜实时测厚装置结合，实现多晶金刚石薄膜局部材料的原位可控去除和金刚石薄膜厚度的原位实时测量，从而实现多晶金刚石薄膜的厚度均匀化。
2、本专利技术采用了如下方案：
3、本申请提供了一种多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，
4、进一步地，所述激光处理器为脉冲激光装置。
5、进一步地，所述激光处理器的前端设置有扩束器，所述扩束器的前端设置有角度可调的反射镜。
6、进一步地，所述反射镜前端还设置有振镜和场镜。
7、进一步地，所述机架上设置有xyz轴运动装置，所述承载台设置于所述xyz轴运动装置上以实现多晶金刚石薄膜的位置调节。
8、进一步地，定义上激光测距头与下激光测距头之间的距离为a，上激光测距头与多晶金刚石上表面的间距为b，下激光测距头与多晶金刚石下表面的间距为c，则多晶金刚石薄膜厚度σ为：σ＝a-b-c。
9、本专利技术还提供了一种多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理方法，运用上述任意一项所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，包括如下步骤：
10、s1：将多晶金刚石薄膜固定在承载台上方，通过控制系统控制承载台在x、y、z轴方向移动，调整多晶金刚石薄膜的位置；
11、s2：通过多晶金刚石激光测厚装置进行多晶金刚石薄膜的全局厚度测量，获得整个多晶金刚石薄膜的厚度分布数据；
12、s3：以多晶金刚石薄膜厚度数据中的最小值为基准，计算多晶金刚石薄膜在各个位置相对于基准的去除余量；
13、s4：利用激光处理器烧蚀去除多晶金刚石薄膜在厚度偏厚的区域，并通过激光测距装置实时测量激光烧蚀过程中多晶金刚石薄膜的厚度，直至去除余量为零时停止加工；
14、s5：控制承载台运动以移动至下一区域，重复s4步骤，直至多晶金刚石薄膜表面的所有高于基准的位置的去除余量均为零，此时多晶金刚石薄膜厚度实现均匀化。
15、有益效果：
16、本方案通过设置激光处理器与激光测厚装置实现金刚石材料局部可控去除与加工区域厚度原位实时测量，该装置能够完成多晶金刚石薄膜厚度快速均匀化，并且能够保证加工的精确度。
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1.一种多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，包括机架，所述机架上设置有承载台以适于放置多晶金刚石薄膜，其特征在于，还包括：控制系统，以及与控制系统电连接的激光处理器与激光测厚装置，其中，所述激光测厚装置包括垂直设置于承载台上方的上激光测距头以及垂直设置于承载台下方且与所述上激光测距头位于同一直线上的下激光测距头，以使得上激光测距头与下激光测距头发射的连续激光光束垂直于放置在所述承载台上的多晶金刚石薄膜以对连续激光光束所照射的位置进行厚度测量；所述激光处理器的激光输出方向与激光测厚装置的连续激光光束的照射方向均指向多晶金刚石薄膜的同一个区域，以在控制系统的控制下实现多晶金刚石薄膜的实时测量与原位加工。
2.根据权利要求1所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，其特征在于，所述激光处理器为脉冲激光装置。
3.根据权利要求1所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，其特征在于，所述激光处理器的前端设置有扩束器，所述扩束器的前端设置有角度可调的反射镜。
4.根据权利要求3所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，其特征在于，所述反射镜前端还设置有振镜和场镜。
5.根据权利要求1所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，其特征在于，所述机架上设置有XYZ轴运动装置，所述承载台设置于所述XYZ轴运动装置上以实现多晶金刚石薄膜的位置调节。
6.根据权利要求1所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，其特征在于，定义上激光测距头与下激光测距头之间的距离为A，上激光测距头与多晶金刚石上表面的间距为B，下激光测距头与多晶金刚石下表面的间距为C，则多晶金刚石薄膜厚度σ为：σ＝A-B-C。
7.一种多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理方法，其特征在于，运用权利要求1-6任意一项所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，包括机架，所述机架上设置有承载台以适于放置多晶金刚石薄膜，其特征在于，还包括：控制系统，以及与控制系统电连接的激光处理器与激光测厚装置，其中，所述激光测厚装置包括垂直设置于承载台上方的上激光测距头以及垂直设置于承载台下方且与所述上激光测距头位于同一直线上的下激光测距头，以使得上激光测距头与下激光测距头发射的连续激光光束垂直于放置在所述承载台上的多晶金刚石薄膜以对连续激光光束所照射的位置进行厚度测量；所述激光处理器的激光输出方向与激光测厚装置的连续激光光束的照射方向均指向多晶金刚石薄膜的同一个区域，以在控制系统的控制下实现多晶金刚石薄膜的实时测量与原位加工。
2.根据权利要求1所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，其特征在于，所述激光处理器为脉冲激光装置。
3.根据权利要求1所述的多晶金刚石薄膜厚度均匀化处理装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：温秋玲，方为，徐西鹏，胡中伟，崔长彩，黄辉，凤元雨，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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