[发明专利]一种飞秒激光旋转式双光点光束微孔加工方法

权利要求书

1.一种飞秒激光旋转式双光点光束微孔加工方法，其特征在于：利用空间光调制器加载0-π相位，对入射的呈高斯型强度分布的飞秒激光进行相位整形，由于入射的高斯光场的左右两部分被施加了不同的相位，在两部分重合的中间区域，会由于相位畸变形成光场强度暗区，从而将原本的高斯光束整形成双光点光束；在微孔加工过程中，双光点光束中心的光场暗区会有利于产生的等离子体从该位置处喷发，从而减少对后续激光脉冲的影响，改善能量沉积效率，提高微孔加工深度；

通过计算机控制实时、逐帧切换空间光调制器上不同角度分布的0-π相位图，实现双光点光束沿中心轴旋转，能够提高孔的圆度，配合激光重复频率，并通过平移台上下移动样品，加工出圆形深孔结构；

所加载的0-π相位的表达式为：

其中，τ_k是所加载的第k张相位图的相位，θ是极坐标的极角，n为正整数，k为自然数，且0≤k＜n；该表达式的含义为将2π的角度平均分为n等份，此时总共需切换n张不同角度的0-π相位图来实现双光点光束的旋转，其中k表示了第k张相位图的0相位和π相位不同的分布区域。

2.如权利要求1所述的飞秒激光旋转式双光点光束微孔加工方法，其特征在于：采用的激光重复频率不能低于相位图的换帧频率，相图的换帧频率决定了双光点光束的旋转速度，进而决定了微孔加工的效率。

3.如权利要求1或2所述的飞秒激光旋转式双光点光束微孔加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：飞秒激光器产生呈高斯型强度分布的激光，通过能量调节装置对激光能量进行调节；

步骤二：高斯激光以小角度入射到反射式液晶空间光调制器上，通过计算机在空间光调制器上加载所需的0-π相位，将入射的高斯激光整形成双光点光束；

步骤三：通过计算机控制，在空间光调制器上实时切换不同角度分布的0-π相位图，配合一定的脉冲重复频率，实现旋转的双光点光束；

步骤四：将发射出的旋转双光点光束通过4f系统进行搬运，避免传播过程中的衍射对整形光场产生影响；

步骤五：将搬运后的光场采用物镜进行聚焦，将样品置于焦点处，移动平移台，使焦点逐渐深入样品内部，对样品进行加工，采用合适的激光能量和换帧速度，获得深孔结构。