基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置及方法，方法包括步骤S1：将专用夹具与旋转C轴连接；步骤S2：将加工工件装夹在专用夹具上；步骤S3：使飞秒激光器产生的激光束经过二维扫描振镜和场镜聚焦后辐照加工工件的表面；步骤S4：使二维扫描振镜控制激光焦点在加工工件平面内的加工路径以协同旋转C轴进行工件表面周向方向的加工；步骤S5：优化激光脉冲能量加工工艺参数以优化加工过程。本发明专利技术通过二维扫描振镜系统在X‑Y平面上对工件表面实施精密的路径规划与优化，有效抑制了在旋转加工过程中因激光光斑脉冲搭接率变化而产生的周期性波动问题，实现了无波纹度的高精度轮廓加工，极大提升了加工表面的质量水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞秒激光加工，具体地，涉及一种基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置及方法。

技术介绍

1、飞秒激光(femtosecond laser)凭借其超短脉冲(10-15s)和极高峰值功率的特性，在微纳米尺度加工领域展现出显著优势。其独特的“冷加工”特性，在材料表面加工区域不会形成重铸层、微裂纹等，几乎消除了热扩散对加工区域的热损伤；以及利用飞秒激光的非线性吸收效应，能够实现材料的高精度去除，因而被广泛应用于微电子器件制造、光学元件微结构加工、生物医疗、微流控芯片制备等高精度需求领域。

2、飞秒激光典型加工装置通常采用扫描振镜与旋转轴(c轴)协同工作的方式实现加工，其中扫描振镜负责控制激光焦点在平面内的运动轨迹，c轴则驱动工件旋转以实现周向加工覆盖。然而，这种运动控制模式存在两个关键性技术缺陷：其一，扫描路径规划与c轴转速之间缺乏动态协同机制，导致激光脉冲在旋转方向上的搭接率出现周期性波动。这种波动会直接转化为加工表面的周期性波纹轮廓；其二，现有路径规划算法多采用固定扫描间距的线性或螺旋轨迹模式，在加工复杂曲面时难以根据局部曲率变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，使旋转C轴(10)旋转带动专用夹具(9)和加工工件(8)转动，完成加工工件(8)表面沿周向方向的加工。

4.根据权利要求1所述的基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，所述反射镜(4)采用的材质包括镀银或镀铝的玻璃或石英；所述扩束器(2)采用的材质包括光学玻璃或石英；所述衰减器(3)包括中性密度滤光...

【技术特征摘要】

1.一种基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，使旋转c轴(10)旋转带动专用夹具(9)和加工工件(8)转动，完成加工工件(8)表面沿周向方向的加工。

4.根据权利要求1所述的基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，所述反射镜(4)采用的材质包括镀银或镀铝的玻璃或石英；所述扩束器(2)采用的材质包括光学玻璃或石英；所述衰减器(3)包括中性密度滤光片或可变衰减器；所述f-θ场镜(7)采用的材质包括熔融石英。

5.根据权利要求2所述的基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于，所述专用夹具(9)采用铝合金材质。

6.根据权利要求1所述的基于振镜路径优化的无波纹度飞秒激光加工装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张西方，姚振强，娄禹辰，郄子轩，杜海峰，李孝行，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：