[发明专利]利用飞秒激光在材料基体上加工纳米电极的系统和方法

权利要求书

1.一种利用飞秒激光在材料基体上加工纳米电极的系统，其特征在于，该系统包括飞秒激光器、反射镜、光阑、衰减片、电控快门、二向色镜、长焦高倍物镜、三维运动平台、半透半反镜、CCD、照明灯、气泵、吹气口和计算机；飞秒激光器输出的飞秒激光经过反射镜反射后，由光阑调节光斑直径，再由衰减片调节激光功率，通过电控快门后，经过二向色镜反射，由长焦高倍物镜聚焦形成亚微米级别的光斑，照射材料样品；材料样品放在三维运动平台上面，随着平台运动；半透半反镜、CCD和照明灯共同组成成像观测系统，实现对加工过程的实时观测；气泵和吹气口由软管连接，组成吹气系统，实现对加工产生碎屑的实时清理；飞秒激光器、电控快门、高精度三维运动平台、CCD、照明灯和气泵分别通过信号线与计算机连接。

2.一种利用飞秒激光在材料基体上加工纳米电极的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)搭建一个利用飞秒激光在材料基体上加工纳米电极的系统，系统包括飞秒激光器、反射镜、光阑、衰减片、电控快门、二向色镜、长焦高倍物镜、高精度运动平台、半透半反镜、CCD、照明灯、气泵、吹气口和计算机；飞秒激光器输出的飞秒激光经过反射镜反射后，先由光阑调节光斑直径，再由衰减片调节激光功率，通过电控快门后，经过二向色镜反射，由长焦高倍物镜聚焦形成亚微米级别的光斑，照射二维材料样品；材料样品放在三维运动平台上面，随着平台运动；半透半反镜、CCD和照明灯共同组成成像观测系统，实现对加工过程的实时观测；气泵和吹气口由软管连接，组成吹气系统，实现对加工产生碎屑的实时清理；飞秒激光器、电控快门、高精度三维运动平台、CCD、照明灯和气泵分别通过信号线与计算机连接，由计算机控制；

(2)对飞秒激光加工系统进行调试：打开飞秒激光器，调节光阑，使飞秒激光聚焦前的光斑直径为4mm；调节长焦高倍物镜的位置，使激光焦点处于三维运动平台表面附近；关闭电控快门，打开CCD和照明灯，调节三维运动平台的高度和CCD，使成像清晰；通过衰减片调节激光功率，使飞秒激光在材料样品上产生烧蚀加工效果；调节三维运动平台的高度，使飞秒激光在材料样品上扫线加工出的线宽最小，飞秒激光通过长焦高倍物镜在二维材料样品处聚焦；打开气泵，将吹气口对准材料样品，使材料样品上方形成均匀稳定的流场，进行试加工并调节气泵，使烧蚀槽内堆积的材料碎屑最少；

(3)根据待加工纳米电极的形状，调整三维运动平台的平移路径和电控快门的开闭，使超快激光的焦点在材料基体上扫描出纳米电极的轮廓线或电极之间的间隙区域，烧蚀去除扫描区域内的材料，实现在材料基体上的纳米电极的加工。