[发明专利]利用飞秒激光在透明材料内部进行大深度结构的加工装置和加工方法

权利要求书

1.一种利用飞秒激光在透明材料内部进行大深度结构的加工装置，其特征在于该装置包括飞秒激光放大器(1)，在飞秒激光放大器(1)的激光输出方向依次是飞秒激光压缩器(2)、小孔(3)、衰减片(4)、光闸(5)、第一光栅(6)、第二光栅(7)、分色镜(8)、显微物镜(9)、三维平移台(11)，所述的光闸(5)的控制端与所述的三维平移台(11)的控制端分别与电脑(12)输出端相连，光源(13)设置在所述的三维平移台(11)的下方，该光源(13)发出的光经所述的三维平移台(11)的透明窗口、显微物镜(9)和所述的分色镜(8)由CCD(14)接收，所述的CCD(14)的输出端与所述的电脑(12)输入端相连。

2.利用权利要求1所述的加工装置对透明材料内部进行大深度结构的加工方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

1)将待加工的透明材料(10)置于所述的三维平移台(11)的透明窗口的上，调节所述的小孔(3)使其直径为5mm，调节第一光栅(6)和第二光栅(7)的距离和角度，使从第二光栅(7)出射的光束为平行光束，所述的三维平移台(11)可沿x、y、z三个方向平移，同时带动其上的透明材料(10)移动，其中z方向为激光脉冲传输方向，x、y方向与z方向垂直，分别为透明材料(10)的长边方向和宽边方向，通过电脑(12)及CCD(14)观察透明材料(10)的位置，将所述的透明材料(10)移动至加工起始位置；

2)打开所述的飞秒激光放大器(1)，调节所述的飞秒激光压缩器(2)的脉宽，改变飞秒激光压缩器(2)输出的激光脉冲宽度；调节所述的衰减片(4)，改变经过衰减片(4)的飞秒激光脉冲能量，打开所述的光闸(5)，飞秒激光脉冲照射在所述的透明材料(10)内，通过电脑(12)控制所述的三维平移台(11)沿y方向移动距离L，关闭所述的光闸(5)；

3)将所述的透明材料(10)使用镊子翻转，通过电脑(12)及CCD(14)观察扫描痕迹的横截面，若为圆形，则进入下一步，若不是圆形则返回步骤2)；

4)将所述的透明材料(10)重新固定到三维平移台(11)上，并移动至加工起始位置，根据加工目标结构在电脑(12)上设置三维平移台(11)的移动程序，所述的电脑(12)按照设置的移动程序，控制所述的三维平移台(11)并带动透明材料(10)移动，同时所述的电脑(12)控制所述的光闸(5)同步打开，在透明材料(10)内部进行加工，加工过程通过CCD(14)进行实时监测，并在所述的电脑(12)上实时地显示加工的全过程。