CN107953027A - 一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种脉冲组合的飞秒‑纳秒激光加工系统及加工方法，其系统包括，飞秒‑纳秒双脉冲激光系统、监视系统、激光工作系统、电源系统，所述飞秒‑纳秒双脉冲激光系统产生具有脉冲延迟的飞秒‑纳秒双脉冲激光，并传送到所述激光工作系统中对工件进行加工，所述监视系统位于所述飞秒‑纳秒双脉冲激光系统和所述激光工作系统之间，用于检测飞秒‑纳秒双脉冲激光的实际脉冲延迟，所述电源系统为上述所有系统供电。本发明大幅度提高了半导体材料的加工效率，对具有一定脉冲延迟的飞秒‑纳秒双脉冲激光波形和激光光斑的聚焦情况和加工过程进行实时观测，确保加工的精确性和半导体材料的加工质量。

Description

一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统及加工方法

技术领域

本发明涉及激光半导体加工应用领域，具体涉及一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统及加工方法。

背景技术

半导体材料具有良好的物理化学特性，例如耐腐蚀、热膨胀系数小、硬度高等。因此其被广泛运用到微电子、仪器仪表等领域。但是这类材料脆性高，价格昂贵，并且应用过程中对其加工质量要求也很高。常见的加工方法有磨削加工、反应离子刻蚀、激光加工等。金刚石砂轮磨削加工成本较高，反应离子刻蚀过程复杂且加工效率较低，同时，半导体材料带宽较大，对于短脉冲激光的吸收率很低，因此尽管短脉冲激光具有较高的脉冲能量，但是仍很难对半导体材料进行高效的加工，并且，短脉冲激光加工过程中会存在显著的热效应，加工质量也很难得到保证。

飞秒激光作为一种超短脉冲激光，具有极高的峰值功率密度和超短的脉冲宽度，在与半导体材料作用过程中产生明显的非线性效应，半导体材料易被其激发而处于电离状态，表面会产生大量自由电子，因此能够极大的提高半导体材料对激光的吸收率。但由于飞秒激光的脉冲能量很低，其加工效率无法得到显著提升。纳秒激光具有脉宽窄、功率大和高稳定性等优点，但是纳米激光主要用于精度为微米级的作业，使用受限。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，包括飞秒-纳秒双脉冲激光系统、监视系统、激光工作系统、电源系统；所述飞秒-纳秒双脉冲激光系统产生具有脉冲延迟的飞秒-纳秒双脉冲激光，并传送到所述激光工作系统中对工件进行加工，所述监视系统位于所述飞秒-纳秒双脉冲激光系统和所述激光工作系统之间，用于检测飞秒-纳秒双脉冲激光的实际脉冲延迟；所述电源系统为上述所有系统供电。

较佳的，所述飞秒-纳秒双脉冲激光系统包括脉冲序列调制器、飞秒激光器、纳秒激光器、飞秒激光光路整形系统、飞秒激光偏振调整系统、飞秒激光反射镜组、纳秒激光光路整形系统、纳秒激光偏振调整系统、飞秒-纳秒偏振合光镜，所述脉冲序列调制器连接控制所述飞秒激光器和所述纳秒激光器，所述飞秒激光器、所述飞秒激光光路整形系统及所述飞秒激光偏振调整系统同轴线依次连接，所述纳秒激光器、所述纳秒激光光路整形系统及所述纳秒激光偏振调整系统同轴线依次连接，飞秒激光通过所述飞秒激光反射镜组进入所述飞秒-纳秒偏振合光镜中并与纳秒激光汇合为同轴同向。

较佳的，所述脉冲序列调制器用于给所述纳秒激光器发送脉冲延迟信号，纳秒激光脉冲的触发时间相对于飞秒激光脉冲存在0～10ns脉冲延迟。

较佳的，所述监视系统包括所述高速光电探测器和所述示波器，所述高速光电探测器探测飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲之间实际脉冲延迟，所述示波器实时绘制所述高速光电探测器探测出的实际脉冲延迟。

较佳的，所述飞秒激光光路整形系统包含飞秒激光扩束镜和二维精密调整架，所述飞秒激光扩束镜将所述飞秒激光器产生的飞秒激光脉冲光束扩束，所述二维精密调整架调整所述飞秒激光扩束镜的空间位置并将所述飞秒激光扩束镜的轴线与飞秒激光光路轴线重合。

较佳的，所述飞秒激光偏振调整系统包含飞秒激光半玻片和飞秒激光偏振分光片，所述飞秒激光偏振调整系统，用于将飞秒激光的偏振状态转变为适合进入所述飞秒-纳秒偏振合光镜的状态。

较佳的，所述纳秒激光光路整形系统包含纳秒激光准直镜和纳秒激光扩束镜，所述纳秒激光准直镜将经由光纤激光输出的纳秒激光脉冲准直，所述纳秒激光扩束镜将准直后的纳秒激光光束扩束；所述纳秒激光偏振调整系统包含纳秒激光半玻片和纳秒激光偏振分光片，所述纳秒激光偏振调整系统将纳秒激光的偏振状态转变为适合进入所述飞秒-纳秒偏振合光镜的状态。

较佳的，所述激光工作系统包括光路调整镜组、微纳工作台、光学快门、反射式物镜、聚焦观测系统和白光光源，所述反射式物镜、所述光学快门、所述光路调整镜组、所述聚焦观测系统同轴线依次连接，所述飞秒-纳秒双脉冲激光系统发出的具有脉冲延迟的飞秒-纳秒双脉冲激光经过所述光路调整镜组反射后以此穿过所述光学快门和所述反射式物镜，并最终到达所述纳微工作台进行作业，所述光学快门设置在所述反射式物镜前，所述光学快门用于通过或阻断激光脉冲，所述反射式物镜设置在所述微纳工作台前，所述反射式物镜起聚焦作用。

较佳的，所述聚焦观测系统包含衰减片、滤光片、CCD和光学镜头，所述白光光源安装在所述调整镜组的一侧，所述衰减片和所述滤光片用于将进入所述聚焦观测系统的白光转变为所述CCD能够接受并处理的光学信号，所述光学镜头实时观察两束激光脉冲是否聚焦到所述工件表面。

较佳的，一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统的加工方法如下：

S1、打开所述电源系统，所述光学快门和所述聚焦观测系统；

S2、打开所述飞秒激光器，输出低功率飞秒激光，调整所述飞秒激光光路整形系统、所述飞秒激光偏振调整系统和所述飞秒激光反射镜组，使得飞秒激光脉冲平行入射到所述飞秒-纳秒偏振合光镜中心，同时所述聚焦观测系统进行观测，调整所述光路调整镜组的空间角度，使得飞秒激光垂直入射到所述反射式物镜并聚焦到所述纳微工作台表面，调整结束后控制所述飞秒激光器停止出光；

S3、打开所述纳秒激光器，输出低功率纳秒激光，调整所述纳秒激光光路整形系统和所述纳秒激光偏振调整系统，使得纳秒激光脉冲平行入射到所述飞秒-纳秒偏振合光镜中心，同时所述聚焦观测系统进行观测，调整所述光路调整镜组的空间角度，使得纳秒激光垂直入射到所述反射式物镜以及聚焦到所述纳微工作台表面，调整结束后控制所述纳秒激光器停止出光并关闭所述光学快门；

S4、将所述脉冲序列调制器接入所述飞秒激光器和所述纳秒激光器，打开所述脉冲序列调制器、所述高速光电探测器、所述示波器，保证飞秒和激光脉冲频率一致，分别设定纳秒激光脉冲延迟为0、2、4、6、8、10ns，控制所述飞秒激光器和所述纳秒激光器同时启动，观察所述示波器上显示飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲的延迟与设定是否相同；

S5、若所述示波器上显示飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲的延迟与设定相同，则控制所述飞秒激光器和所述纳秒激光器停止出光，移动工作台面使得所述工件位于加工位置，打开所述光学快门，控制所述飞秒激光器与所述纳秒激光器输出适当的激光功率，并保持激光脉冲频率一致，对所述工件进行飞秒-纳秒双脉冲不同脉冲延迟加工；如果所述示波器上显示飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲的延迟与设定不相同，则断开所述脉冲序列调制器与所述飞秒激光器和所述纳秒激光器的连接，控制所述飞秒激光器和所述纳秒激光器停止出光，重置所述脉冲序列调制器的脉冲延迟参数，重复步骤S4，直至所述示波器上显示两个激光器输出激光脉冲的实际脉冲延迟与设定相同。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1、本发明先利用飞秒激光脉冲电离半导体材料，使得其处于激发态，再利用纳秒激光对材料进行高效率的烧蚀，可以大幅度提高半导体材料的加工效率；2、飞秒激光加工和纳秒激光加工过程中均不会有明显的热效应，因此加工区域的半导体材料表面质量能得到保证；3、本发明通过调整脉冲序列调制器实现不同的脉冲延迟，配合不同的飞秒和纳秒激光参数，可以在半导体材料表面实现刻划、打孔等多种高质量的加工方式；4、本发明可以对具有一定脉冲延迟的飞秒-纳秒双脉冲激光波形进行实时监测，确保飞秒-纳秒双脉冲激光的脉冲延迟不会产生误差；5、本发明可以对激光光斑的聚焦情况和加工过程进行实时观测，确保加工的精确性和半导体材料的加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明的整体系统示意图；

图2是本发明的系统装置图；

图3本发明的系统连接示意图。

图中数字表示：

A-飞秒-纳秒双脉冲激光系统，B-激光工作系统，C-监视系统，D-电源系统，1-脉冲序列调制器，2-飞秒激光器，3-整体电源，4-纳秒激光器，5-飞秒激光光路整形系统，501-飞秒激光扩束镜，502-二维精密调整架，6-飞秒激光偏振调整系统，601-飞秒激光半玻片，602-飞秒激光偏振分光片，7-飞秒激光反射镜组，8-纳秒激光光路整形系统，801-纳秒激光准直镜，802-纳秒激光扩束镜，9-纳秒激光偏振调整系统，901-纳秒激光半玻片，902-纳秒激光偏振分光片，10-飞秒-纳秒偏振合光镜，11-光路调整镜组，1101-全反射镜组，1102-可见光透射激光反射镜，1103-非偏振白光分束镜，12-光学快门，13-反射式物镜，14-微纳工作台，1401-工件，1402-工作台面，15-高速光电探测器，16-示波器，17-白光光源，18-聚焦观测系统，1801-衰减片，1802-滤光片，1803-CCD，1804-光学镜头

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1

如图1所示，本发明的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统及加工方法，包含飞秒-纳秒双脉冲激光系统A、激光工作系统B、监视系统C和电源系统D，飞秒-纳秒双脉冲激光系统A产生具有脉冲延迟的飞秒-纳秒双脉冲激光，并传送到激光工作系统B中对工件进行加工，监视系统C位于飞秒-纳秒双脉冲激光系统A和激光工作系统B之间，监视系统C用于检测飞秒-纳秒双脉冲激光系统A产生的飞秒-纳秒双脉冲激光的实际脉冲延迟，电源系统D为上述飞秒-纳秒双脉冲激光系统A、激光工作系统B、监视系统C供电。

如图2和3所示，飞秒-纳秒双脉冲激光系统A包括脉冲序列调制器1、飞秒激光器2、纳秒激光器4、飞秒激光光路整形系统5、飞秒激光偏振调整系统6、飞秒激光反射镜组7、纳秒激光光路整形系统8、纳秒激光偏振调整系统9、飞秒-纳秒偏振合光镜10。

脉冲序列调制器1分别连接飞秒激光器2和纳秒激光器4，脉冲序列调制器1通过给纳秒激光器2发送脉冲延迟信号，使得纳秒激光脉冲的触发时间相对于飞秒激光脉冲存在0～10ns的脉冲延迟，确保飞秒-纳秒双脉冲激光对工件进行加工。

飞秒激光器2是飞秒激光光束输出源，飞秒激光器2产生的飞秒激光脉冲波长1030nm，脉冲宽度为255fs，脉冲频率调节范围为1kHz～1.1MHz，峰值平均功率15W，光斑尺寸4mm。飞秒激光器2、飞秒激光光路整形系统5和飞秒激光偏振调整系统6同轴线依次连接安装。飞秒激光光路整形系统5包含飞秒激光扩束镜501和二维精密调整架502，飞秒激光扩束镜501可以将飞秒激光器2发出的飞秒激光脉冲光束扩束，便于后续光路调整以及聚焦后获得更小的光斑；二维精密调整架502可以调整飞秒激光扩束镜501的空间位置，使得其轴线与飞秒激光光路轴线重合。飞秒激光偏振调整系统6包含飞秒激光半玻片601和飞秒激光偏振分光片602，飞秒激光偏振调整系统6的作用是将飞秒激光的偏振状态转变为适合进入飞秒-纳秒偏振合光镜10的状态，确保飞秒激光能够成为加工所需的状态。飞秒激光反射镜组7安装在飞秒激光偏振调整系统6的飞秒激光输出端，飞秒激光反射镜组7的作用是将飞秒激光的空间位置调整为适合进入纳秒-飞秒偏振合光镜10的位置。

纳秒激光器4是纳秒激光光束输出源，纳秒激光器4产生的纳秒激光脉冲波长355nm，脉冲宽度为25ns，脉冲频率调节范围为1kHz～300kHz，峰值平均功率7W，为光纤输出。纳秒激光器4、纳秒激光光路整形系统8和纳秒激光偏振调整系统9同轴线依次连接安装；纳秒激光光路整形系统8包含纳秒激光准直镜801和纳秒激光扩束镜802，纳秒激光准直镜801可以将经由光纤输出的纳秒激光脉冲准直，纳秒激光扩束镜802可以将准直后的纳秒激光光束扩束，便于后续光路调整以及聚焦后获得更小的光斑；纳秒激光偏振调整系统9包含纳秒激光半玻片901和纳秒激光偏振分光片902，纳秒激光偏振调整系统9的作用是将纳秒激光的偏振状态转变为适合进入飞秒-纳秒偏振合光镜10的状态，确保纳秒激光能够成为加工所需的状态。

飞秒激光和纳秒激光的参数以及脉冲延迟时间根据加工对象和目的的改变而做相对应的调整，可以使得该系统能够具有更大的使用范围。

飞秒激光器2和纳秒激光器6产生的飞秒激光和纳秒激光均为线偏振激光，通过飞秒激光偏振调整系统5和纳秒激光偏振调整系统8对飞秒激光和纳秒激光的偏振状态进行调制，可以将双脉冲激光在合束时的能量损失降到最低。

飞秒-纳秒偏振合光镜10将飞秒激光光束和纳秒激光光束的空间位置调整为同轴同向，形成同轴同向的具有脉冲延迟的飞秒-纳秒双脉冲激光。

激光工作系统B包括光路调整镜组11、光学快门12、反射式物镜13、微纳工作台14、白光光源17、聚焦观测系统18。

光路调整镜组11包含全反射镜组1101、可见光透射激光反射镜1102和非偏振白光分束镜1103，全反射镜组1101可以将从飞秒-纳秒偏振合光镜10射出的飞秒-纳秒双脉冲激光光束反射到可见光透射激光反射镜1102上，可见光透射激光反射镜1102将飞秒-纳秒双脉冲激光反射到光学快门12处。

纳微工作台14包含工件1401和工作台面1402，先在工作台面1402上进行飞秒-纳秒双脉冲激光的对焦等调试工作，再将工件1401放置到工作台面1402的对焦处进行加工。

聚焦观测系统18、非偏振白光分束镜1103、可见光透射激光反射镜1102、光学快门12、反射式物镜13和工件1401同轴线依次安装。光学快门12用于通过或阻断激光脉冲，防止在调试激光脉冲延迟的过程中有激光经由反射式物镜13到达工件1401表面，从而对其产生不必要的烧蚀。

白光光源17设置在非偏振白光分束镜1103一侧，在实际加工过程中，白光光源17发出的白光经由非偏振白光分束镜1103和可见光透射激光反射镜1102后，与飞秒-纳秒双脉冲激光同轴入射并照亮工件1401表面，入射到工件1401表面的部分白光会被工件1401表面反射，经由反射式物镜13、可见光透射激光反射镜1102和非偏振白光分束镜1103后进入聚焦观测系统18。

聚焦观测系统18包含衰减片1801、滤光片1802、CCD1803和光学镜头1804。衰减片1801和滤光片1802用于将进入聚焦观测系统18的白光转变为CCD1803能够接受并处理的光学信号，并通过光学镜头1804实时观察两束激光脉冲是否聚焦到工件1401表面，保证飞秒-纳秒双脉冲激光高效的工作。

监视系统C包括高速光电探测器15和示波器16，高速光电探测器15用于探测飞秒-纳秒双脉冲激光中飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲之间的实际脉冲延迟，并在示波器16中进行实时绘制，确保脉冲之间的延迟与脉冲序列调制器1的设置一致，确保飞秒-纳秒双脉冲激光的脉冲延迟不会产生误差。

电源系统D为整体电源3，整体电源3为上述部件和系统供电。

如图2和图3所示，本发明的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统的加工方法包括如下步骤：

S1、打开整体电源3、光学快门12和聚焦观测系统18；

S2、打开飞秒激光器2，输出低功率飞秒激光，调整飞秒激光光路整形系统5、飞秒激光偏振调整系统6、飞秒激光反射镜组7，使得飞秒激光脉冲入射到飞秒-纳秒偏振合光镜10中心，同时借助聚焦观测系统18进行观测，调整光路调整镜组11中的全反射镜组1101和可见光透射激光反射镜1102的空间角度，使得飞秒激光光束垂直入射到反射式物镜13并聚焦到工作台面1402表面。调整结束后控制飞秒激光器2停止出光；

S3、打开纳秒激光器4，输出低功率纳秒激光，调整纳秒激光光路整形系统8和纳秒激光偏振调整系统9，使得纳秒激光脉冲平行入射到飞秒-纳秒偏振合光镜10中心，同时借助聚焦观测系统18进行观测，调整光路调整镜组11中的全反射镜组1101和可见光透射激光反射镜1102的空间角度，使得纳秒激光垂直到反射式物镜13以及聚焦到工作台面1402表面。调整结束后控制纳秒激光器4停止出光并关闭光学快门12；

S4、将脉冲序列调制器1接入飞秒激光器2和纳秒激光器4，打开脉冲序列调制器1、高速光电探测器15,、示波器16，保证飞秒和激光脉冲频率一致，分别设定纳秒激光脉冲延迟为0、2、4、6、8、10ns，控制飞秒激光器2和纳秒激光器4同时启动，观察示波器16上显示飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲的延迟与设定是否相同；

S5、若示波器16上显示飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲的延迟与设定相同，则控制飞秒激光器2和纳秒激光器4停止出光，移动工作台面1402使得工件1401位于加工位置。打开光学快门12，控制飞秒激光器2与纳秒激光器4输出适当的激光功率，并保持激光脉冲频率一致，对工件1401进行飞秒-纳秒双脉冲不同脉冲延迟加工。若不相同，则断开脉冲序列调制器1与飞秒激光器2和纳秒激光器4的连接，控制飞秒激光器2和纳秒激光器4停止出光，重置脉冲序列调制器1的脉冲延迟参数，重复步骤S4，直至示波器16上显示两个激光器输出激光脉冲的延迟与设定相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，包括飞秒-纳秒双脉冲激光系统、监视系统、激光工作系统、电源系统；所述飞秒-纳秒双脉冲激光系统产生具有脉冲延迟的飞秒-纳秒双脉冲激光，并传送到所述激光工作系统中对工件进行加工，所述监视系统位于所述飞秒-纳秒双脉冲激光系统和所述激光工作系统之间，用于检测飞秒-纳秒双脉冲激光的实际脉冲延迟；所述电源系统为上述所有系统供电。

2.如权利要求1所述的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，所述飞秒-纳秒双脉冲激光系统包括脉冲序列调制器、飞秒激光器、纳秒激光器、飞秒激光光路整形系统、飞秒激光偏振调整系统、飞秒激光反射镜组、纳秒激光光路整形系统、纳秒激光偏振调整系统、飞秒-纳秒偏振合光镜，所述脉冲序列调制器连接控制所述飞秒激光器和所述纳秒激光器，所述飞秒激光器、所述飞秒激光光路整形系统及所述飞秒激光偏振调整系统同轴线依次连接，所述纳秒激光器、所述纳秒激光光路整形系统及所述纳秒激光偏振调整系统同轴线依次连接，飞秒激光通过所述飞秒激光反射镜组进入所述飞秒-纳秒偏振合光镜中并与纳秒激光汇合为同轴同向。

3.如权利要求2所述的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，所述脉冲序列调制器用于给所述纳秒激光器发送脉冲延迟信号，纳秒激光脉冲的触发时间相对于飞秒激光脉冲有0～10ns脉冲延迟。

4.如权利要求3所述的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，所述监视系统包括所述高速光电探测器和所述示波器，所述高速光电探测器探测飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲之间实际脉冲延迟，所述示波器实时绘制所述高速光电探测器探测出的实际脉冲延迟。

5.如权利要求3所述的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，所述飞秒激光光路整形系统包含飞秒激光扩束镜和二维精密调整架，所述飞秒激光扩束镜将所述飞秒激光器产生的飞秒激光脉冲光束扩束，所述二维精密调整架调整所述飞秒激光扩束镜的空间位置并将所述飞秒激光扩束镜的轴线与飞秒激光光路轴线重合。

6.如权利要求5所述的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，所述飞秒激光偏振调整系统包含飞秒激光半玻片和飞秒激光偏振分光片，所述飞秒激光偏振调整系统，用于将飞秒激光的偏振状态转变为适合进入所述飞秒-纳秒偏振合光镜的状态。

7.如权利要求2或6所述的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，所述纳秒激光光路整形系统包含纳秒激光准直镜和纳秒激光扩束镜，所述纳秒激光准直镜将经由光纤激光输出的纳秒激光脉冲准直，所述纳秒激光扩束镜将准直后的纳秒激光光束扩束；所述纳秒激光偏振调整系统包含纳秒激光半玻片和纳秒激光偏振分光片，所述纳秒激光偏振调整系统将纳秒激光的偏振状态转变为适合进入所述飞秒-纳秒偏振合光镜的状态。

8.如权利要求7所述的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，所述激光工作系统包括光路调整镜组、微纳工作台、光学快门、反射式物镜、聚焦观测系统和白光光源，所述反射式物镜、所述光学快门、所述光路调整镜组、所述聚焦观测系统同轴线依次连接，所述飞秒-纳秒双脉冲激光系统发出的具有脉冲延迟的飞秒-纳秒双脉冲激光经过所述光路调整镜组反射后以此穿过所述光学快门和所述反射式物镜，并最终到达所述纳微工作台进行作业，所述光学快门设置在所述反射式物镜前，所述光学快门用于通过或阻断激光脉冲，所述反射式物镜设置在所述微纳工作台前，所述反射式物镜起聚焦作用。

9.如权利要求8所述的一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统，其特征在于，所述聚焦观测系统包含衰减片、滤光片、CCD和光学镜头，所述白光光源安装在所述调整镜组的一侧，所述衰减片和所述滤光片用于将进入所述聚焦观测系统的白光转变为所述CCD能够接受并处理的光学信号，所述光学镜头实时观察两束激光脉冲是否聚焦到所述工件表面。

10.如权利要求4和9所述一种脉冲组合的飞秒-纳秒激光加工系统的加工方法如下：

S1、打开所述电源系统，所述光学快门和所述聚焦观测系统；

S2、打开所述飞秒激光器，输出低功率飞秒激光，调整所述飞秒激光光路整形系统、所述飞秒激光偏振调整系统和所述飞秒激光反射镜组，使得飞秒激光脉冲平行入射到所述飞秒-纳秒偏振合光镜中心，同时所述聚焦观测系统进行观测，调整所述光路调整镜组的空间角度，使得飞秒激光垂直入射到所述反射式物镜并聚焦到所述纳微工作台表面，调整结束后控制所述飞秒激光器停止出光；

S3、打开所述纳秒激光器，输出低功率纳秒激光，调整所述纳秒激光光路整形系统和所述纳秒激光偏振调整系统，使得纳秒激光脉冲平行入射到所述飞秒-纳秒偏振合光镜中心，同时所述聚焦观测系统进行观测，调整所述光路调整镜组的空间角度，使得纳秒激光垂直入射到所述反射式物镜以及聚焦到所述纳微工作台表面，调整结束后控制所述纳秒激光器停止出光并关闭所述光学快门；

S4、将所述脉冲序列调制器接入所述飞秒激光器和所述纳秒激光器，打开所述脉冲序列调制器、所述高速光电探测器、所述示波器，保证飞秒和激光脉冲频率一致，分别设定纳秒激光脉冲延迟为0、2、4、6、8、10ns，控制所述飞秒激光器和所述纳秒激光器同时启动，观察所述示波器上显示飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲的延迟与设定是否相同；

S5、若所述示波器上显示飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲的延迟与设定相同，则控制所述飞秒激光器和所述纳秒激光器停止出光，移动工作台面使得所述工件位于加工位置，打开所述光学快门，控制所述飞秒激光器与所述纳秒激光器输出适当的激光功率，并保持激光脉冲频率一致，对所述工件进行飞秒-纳秒双脉冲不同脉冲延迟加工；如果所述示波器上显示飞秒激光脉冲和纳秒激光脉冲的延迟与设定不相同，则断开所述脉冲序列调制器与所述飞秒激光器和所述纳秒激光器的连接，控制所述飞秒激光器和所述纳秒激光器停止出光，重置所述脉冲序列调制器的脉冲延迟参数，重复步骤S4，直至所述示波器上显示两个激光器输出激光脉冲的实际脉冲延迟与设定相同。