[发明专利]锁频单脉冲绿光超快激光精密雕刻透明材料的方法和系统

权利要求书

1.锁频单脉冲绿光超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，包括步骤：

1）设置能够在高重复频率下发射高能量单脉冲且单脉冲能量一致性高的超快激光器，所述高重复频率为10KHz-200KHz，所述高能量单脉冲能量为50uJ-1000uJ，所述单脉冲能量一致性为≤±5%；

2）锁定发射频率为10KHz-200KHz之间的一定值；

3）设定激光波长为532±5nm；

4）所述激光器发射的超快激光，经过整形光路放大光束尺寸、再经过光束传输光路输入到振镜、再经过场镜后聚焦在工件承载台上的透明材料工件表面或者内部；

5）在软硬件控制器的控制下，设置激光参数和加工参数；控制振镜及激光发射，完成透明材料表面或内部图案的激光雕刻。

2.根据权利要求1所述的超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，所述激光器为全固态皮秒激光器。

3.根据权利要求1所述的超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，所述单脉冲宽度为1-10ps。

4.根据权利要求1所述的超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，所述激光器窗口光斑为1-3mm，发散角为0.5-1.5mrad 。

5.根据权利要求1所述的超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，所述整形光路为放大倍率为1-8倍的扩束光路。

6.根据权利要求1所述的超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，所述光束传输光路为传输距离10-1000mm的传输光路组成。

7.根据权利要求1所述的超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，所述振镜工作频率为10k-400k,振镜的镜片尺寸为5-30mm。

8.根据权利要求1所述的超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，所述场镜是F-θ场镜或远心场镜，焦距为30-300mm。

9.根据权利要求1所述的超快激光精密雕刻透明材料的方法，其特征在于，形成所述雕刻图案微型结构的最小分辨率特征尺寸为0.5-15um。

10.实现权利要求1所述精密雕刻透明材料方法的雕刻系统，其特征在于，所述系统包括超快激光器、整形光路和光束传输光路、聚焦透镜、工件承载台和控制器，

所述超快激光器为能够在高重复频率下发射高能量单脉冲且单脉冲能量一致性高的超快激光器，所述高重复频率为10KHz-200KHz，所述高能量单脉冲能量为50uJ-1000uJ，所述单脉冲能量一致性为≤±5%；锁定发射频率为10KHz-200KHz之间的一定值；设定激光波长为532±5nm；

所述聚焦透镜包括控制激光束偏转的扫描振镜与聚焦激光束的场镜；

所述工件承载台固定在六轴运动系统之上，六轴运动系统包括控制工件承载台在X,Y,Z方向平移的直线电机机组，以及在Rx，Ry，Rz方向的旋转平台机组；

激光器通过数据线与安装有激光雕刻系统软件的计算机控制器相连，计算机控制器将控制的激光功率、扫描速度及重复频率信号输入到激光器，并接收激光器的脉冲同步信号，同时控制光路、振镜、场镜和六轴运动系统完成雕刻。