[发明专利]采用液晶光阀整形的激光直写加工系统

权利要求书

1.一种采用液晶光阀整形的激光直写系统，包括：激光光源；反射镜组；前整形透镜组；液晶光阀；后整形透镜组；聚焦透镜；被加工材料；反射镜或者多面旋转反射镜；

在所述的技术方案中，所述的激光光源用来产生加工用的激光；

在所述的技术方案中，所述的反射镜组可以添加在激光直写装置的各个所需的位置，用来将所述的激光光源发出的光进行折转；

在所述的技术方案中，所述的前整形透镜组用来对所述的激光光源发出的光进行初步整形，使所述的激光光源变成适当直径的平行光束；

在所述的技术方案中，所述的液晶光阀置于所述的整形透镜组之后，用来对加工激光束进行实时的调制，满足加工需求；

在所述的技术方案中，所述的后整形透镜组置于所述的液晶光阀之后，用来调整加工激光束的光学参数，满足加工需求；

在所述的技术方案中，所述的反射镜或者多面旋转反射镜置于所述的后整形透镜组之后，用来控制加工激光的汇聚位置；

在所述的技术方案中，所述的聚焦透镜置于所述的反射镜或者多面旋转反射镜之后，反射泵浦光和受激辐射产生的信号光，汇聚加工激光。

2.按权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述的激光光源为一个，可以是脉冲宽度在1飞秒至1秒的激光器，也可以是低功率的连续激光器；

按权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述的反射镜组可以不使用，或者包含1至20个反射镜，用来折转激光到所需要的位置；

按权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述的前透镜组包含1至20个透镜，用来将激光束进行扩束和准直；所述的前透镜组可以包含凹透镜、凸透镜、平面透镜、非球面透镜、微透镜阵列；所述的前透镜组在实现扩束和准直的同时还可以具有消除像差的功能。

3.按权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述的液晶光阀通过在各个微元加载不同的透过率实现对用于激光直写激光光束的输出光斑调制；所述的液晶光阀可以将光斑调制成周期性的条纹，实现1至10mm范围的一次性直写；这些周期性的条纹可以是矩形、梯形或者其他曲线边缘的图形，来保证加工出凹槽的横截面形状和侧壁陡峭程度。

4.按权利要求3所述的激光直写装置，其特征在于，所述的液晶光阀可以与被加工材料的移动同时控制，或者分别控制移动，实现直写激光光束从被加工材料表面扫过，同时形成多个被加工的痕迹；在加工过程中还可以控制液晶光阀上各个点的透过率，实现不同激光强度的加工，来保证被加工痕迹的深度和形状。

5.按权利要求4所述的激光直写装置，其特征在于，所述的液晶光阀可以是透射式液晶光阀也可以是反射式液晶光阀，透射式液晶光阀的整形阵列面垂直于光束放置，反射式液晶光阀与入射激光光束方向成一定角度，将入射激光光束调制并反射到恰当的位置。

6.按权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述的后整形透镜组包含1至20个透镜，在将加工激光缩束汇聚到被加工材料表面上的同时，还能够将液晶光阀面上的光斑成像在加工面上，保持成像图形与液晶光阀对光束调制结果相同。

7.按权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述的加工结构件可以被控制上下左右移动，来保证直写激光束在被加工材料上汇聚的大小和时间长短。

8.按权利要求2所述的激光直写装置，其特征在于，所述的反射镜或者多面旋转反射镜可以被控制移动或旋转，来控制直写激光束在被加工材料上汇聚的位置和时间长短，结合液晶光阀上的透过光斑形状，实现变化图形的加工。

9.按权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述的反射式液晶光阀镜可以用微镜阵列来代替，实现对光束的强弱控制、整形控制。