[发明专利]一种大行程柱坐标双光子聚合加工方法及装置

摘要

本发明涉及一种大行程柱坐标双光子聚合加工方法及装置，属于微纳制造技术领域。将试件以共轴或离轴方式安装在一个C轴转台上，C轴转台绕z轴作回转运动，使飞秒激光束相对于试件作周向运动，C轴安装在x轴溜板上沿x向作直线进给运动，使飞秒激光束相对于试件作径向运动，通过二维振镜绕x和y轴的摆动，使飞秒激光束沿C轴转台之径向作快速往复摆动，通过z轴溜板沿z向的平动，获得飞秒激光束聚焦中心沿z向的进给运动，当试件以离轴方式安装，可实时改变C轴转台的转速，以使飞秒激光束在每个预期的扫描位置获得大小相同的速度。本发明所述方法及装置避免了运动轴回退、可快速精密跟踪有扰动的路径，实现大面积三维微纳结构的快速加工。

主权项

一种大行程柱坐标双光子聚合加工方法，其特征在于包括下列步骤： (1)将试件以共轴或离轴方式安装在一个高精密转台上，建立试件在柱坐标系中的三维模型，并切片处理； (2)所述的高精密转台绕z轴作回转运动，称为C轴，使得飞秒激光束相对于试件作周向运动， a.当试件以共轴方式安装时，采用螺旋线扫描方式； b.当试件以离轴方式安装时，采用往复扫描方式，此时可以实时改变C轴转台的转速，以使飞秒激光束在每个预期的扫描位置获得大小相同的速度； (3)所述的高精密C轴转台安装在一个高精密的x轴进给溜板上，沿x轴作直线进给运动使得飞秒激光束相对于试件作径向运动； (4)通过二维振镜绕x和y轴的摆动，以使飞秒激光束沿C轴转台的径向作快速往复运动； (5)绕z轴回转、沿x轴进给和二维振镜的摆动的合成运动使飞秒激光束相对于试件获得所在切片上的曲线运动； (6)通过z轴溜板沿z向的运动，获得飞秒激光束聚焦中心沿z向的进给运动； (7)以上运动的综合使飞秒激光束聚焦中心在试件内部按预先设计的路径进行扫描及曝光，加工出所需的大面积三维微纳结构器件。