[发明专利]非对称分束激光加工透明材料的装置及其方法

权利要求书

1.非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：依光束传播方向设置有：

激光光源（1），为可输出宽度小于300纳秒、波长在343～2000纳米范围脉冲激光的脉冲激光器；

传输系统（2），对从激光光源（1）输出的激光光束扩束、反射；

整形系统（3），将光束截面能量为高斯分布的激光光束转换为贝塞尔分布，形成贝塞尔光束；

分束系统（4），为具有至少两个楔形面结构的楔形棱镜，每个楔形面相对于光轴的夹角不同，将激光光束分割为至少两个部分，形成至少两束贝塞尔光束；

聚焦系统（5），对至少两束贝塞尔光束缩小汇聚成像聚焦；聚焦系统（5）为光学4f系统。

2.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：激光光源（1）为可输出脉冲宽度为300fs~20ps、波长为1030或者1064nm的脉冲激光器。

3.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：传输系统（2）包含具有可调倍率与改变发散角的扩束镜以及对光束传播方向调整与准直的反射镜。

4.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：整形系统（3）为衍射光学透镜、轴棱锥或空间光调制器。

5.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：楔形棱镜为单个镜片或由多个镜片拼接而成。

6.根据权利要求1或5所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：楔形棱镜的楔形面的材料为同一种材料，或者不同种材料。

7.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：楔形棱镜后置有窗口透镜或正透镜。

8.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：聚焦系统（5）包含同轴设置的两个正透镜，第一正透镜的有效焦距大于第二正透镜，第二正透镜为激光准直镜或者显微物镜。

9.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：分束系统（4）装载于旋转装置（10）上，旋转装置（10）带动分束系统（4）绕光轴旋转。

10.根据权利要求9所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：旋转装置（10）呈中空形状，具有用于激光光束透过的中空结构。

11.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：整形系统（3）、装载有分束系统（4）的旋转装置（10）以及聚焦系统（5）安装于Z轴升降装置上，Z轴升降装置调节成像位置相对于被加工物体的上下距离。

12.根据权利要求1所述的非对称分束激光加工透明材料的装置，其特征在于：还包含用于装载被加工物体（8）的X-Y轴运动平台（6），驱动被加工物体相对于聚焦系统（5）运动。