CN107243698A - 飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法，包括以下步骤：（1）激光束焦点运动轨迹设定，设定激光束焦点的运行路径，使其与石英玻璃表面夹角为45°且沿直线运动；（2）调节激光的不同功率，（3）测量不同功率激光束焦点在石英玻璃表面烧痕的长度，该长度即为该功率在石英玻璃内部烧蚀的深度；（4）根据需要烧蚀的深度，利用（3）所测得的数据对应关系，即可得知所需要的功率。通过上述方法，可以将较难测量深度转化为易测量的表面长度，并建立激光功率与烧蚀深度之间的对应关系。

Description

飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法
技术领域
本发明涉及飞秒激光烧蚀微通道的加工方法，确切地说是一种飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法。
背景技术
飞秒激光的高精度靶向定位、瞬时高能量、微纳米级非接触加工的特点，适合于在石英玻璃内部直接加工微尺度结构。
飞秒激光中心的工作平台可实现x、y、z三个自由度直线运动，依靠x或y方向的运动，实现在石英玻璃表面不同位置的烧痕定位，依靠z方向的运动，可改变激光焦点在石英玻璃不同部位的聚焦位置。
通常，微尺度结构的长度、宽度方向的尺寸依靠运行程序较易控制和保证，深度方向尺寸由于测量条件等的限制，成为一大难题。本发明涉及飞秒激光在石英玻璃内部直写烧蚀微通道。适用于飞秒激光微加工中心在透明的石英玻璃等材料内部直接加工微尺度结构，保证微结构的深度尺寸。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法，该方法可较简单准确地确定飞秒激光功率与烧蚀深度的对应关系，利用上述对应关系，可以根据烧蚀深度反推激光的功率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法，包括以下步骤：（1）激光束焦点运动轨迹设定，设定激光束焦点的运行路径，使其与石英玻璃表面夹角为45°且沿直线运动；（2）调节激光的不同功率，（3）测量不同功率激光束焦点在石英玻璃表面烧痕的长度，该长度即为该功率在石英玻璃内部烧蚀的深度；（4）根据需要烧蚀的深度，利用（3）所测得的数据对应关系，即可得知所需要的功率。
上述技术方案，依据材料内部加工的微结构深度方向较难测量，根据飞秒激光有效烧蚀区域理论，在有效烧蚀区域内不要求严格定位激光束焦点位置，而设定激光焦点按照运行轨迹与水平直线之间的夹角为45°方式运动。采用激光焦点45°斜向运动方式，此种情况下，在石英玻璃表面烧痕的长度即为在石英玻璃内部烧蚀的深度，且深度与工作台运动的速度无关。基于此，本发明可以将较难测量深度转化为易测量的表面长度，并建立激光功率与烧蚀深度之间的对应关系。
进一步的优选技术方案如下：
建立平面直角坐标系，横坐标与纵坐标分别表示激光功率、烧蚀深度，利用步骤（3）的数据，在平面直角坐标系建立激光功率、烧蚀深度关系曲线。
通过建立激光功率、烧蚀深度关系曲线，可以通过曲线表达任意功率下对应的深度。表示更直观、更准确。
附图说明
图1是本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
参见附图1，一种飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法，包括以下步骤：（1）激光束焦点运动轨迹设定，设定激光束焦点的运行路径L，使其与石英玻璃表面夹角为45°且沿直线运动；（2）调节激光的不同功率，（3）测量不同功率激光束焦点在石英玻璃表面烧痕的长度AC，该长度即为该功率在石英玻璃内部烧蚀的深度；（4）根据需要烧蚀的深度，利用（3）所测得的数据对应关系，即可得知所需要的功率。
由于材料内部加工的微结构深度方向较难测量，根据飞秒激光有效烧蚀区域理论，在有效烧蚀区域内不要求严格定位激光束焦点位置，设定激光焦点按照运行轨迹与水平直线之间的夹角为45°方式运动。采用激光焦点45°斜向运动方式，此种情况下，在石英玻璃表面烧痕的长度即为在石英玻璃内部烧蚀的深度，且深度与工作台运动的速度无关。
通过上述方法，可以将较难测量深度转化为易测量的表面长度，并建立激光功率与烧蚀深度之间的对应关系。
建立平面直角坐标系，横坐标与纵坐标分别表示激光功率、烧蚀深度，利用步骤（3）的数据，在平面直角坐标系建立激光功率、烧蚀深度关系曲线。
通过建立激光功率、烧蚀深度关系曲线，可以通过曲线表达任意功率下对应的深度。表示更直观、更准确。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到的与本技术方案技术特征等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）激光束焦点运动轨迹设定，设定激光束焦点的运行路径，使其与石英玻璃表面夹角为45°且沿直线运动；（2）调节激光的不同功率，（3）测量不同功率激光束焦点在石英玻璃表面烧痕的长度，该长度即为该功率在石英玻璃内部烧蚀的深度；（4）根据需要烧蚀的深度，利用（3）所测得的数据对应关系，即可得知所需要的功率。
2.根据权利要求1所述的飞秒激光在石英玻璃内部烧蚀微通道的方法，其特征在于：建立平面直角坐标系，横坐标与纵坐标分别表示激光功率、烧蚀深度，利用步骤（3）的数据，在平面直角坐标系建立激光功率、烧蚀深度关系曲线。
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