CN109967865B - 一种基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统及其应用，系统包括：激光发生装置和激光调节装置；激光发生装置用于产生时序和重复频率均满足加工需求的注入光和驱动光；注入光的能量低于驱动光的能量；激光调节装置用于对注入光和驱动光进行调节和聚焦，使得注入光先于驱动光聚焦于样品的同一加工区域，从而注入光聚焦于样品时提供加工所需的初始注入载流子以控制加工精度，且驱动光聚焦于样品时向样品内部输送能量以控制加工效率。本发明能够分离自由载流子的产生和能量注入两个物理过程，由此实现对加工精度和加工效率的独立控制，从而解决超短激光脉冲加工中加工精度和加工效率之间存在的固有矛盾。

Description

一种基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统及其应用

技术领域

本发明属于激光技术领域，更具体地，涉及一种基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统及其应用。

背景技术

随着超短激光脉冲(飞秒、皮秒)技术的飞速发展，利用超短激光脉冲时间超短、峰值功率超强的特性，能量可以迅速准确地集中在限定的区域，因而可以实现对玻璃、金属、陶瓷、半导体、聚合物等材料的微纳尺寸加工。与纳秒和连续激光在加工中初始自由载流子的产生会受到材料局域缺陷的影响不同的是，超短激光脉冲加工的初始载流子源于多光子电离过程，对材料的局域结构和缺陷不敏感，物理过程相对确定，因此加工质量稳定；同时超短激光脉冲在时间尺度上小于热传递的时间尺度，因此属于“冷加工”，其加工质量远高于其他激光加工技术。

但是，超短激光脉冲加工也有着自身的局限性，主要表现在超短激光脉冲的加工精度(空间分辨率)和加工效率(可实现的最大能量密度)存在着固有的限制与矛盾。就空间分辨率而言，可以刻成的最小结构由衍射极限所决定，它决定了加工的精度；而在能量密度方面，可以输送到样品内部的能量受限于位于聚焦斑点前透明介质对飞秒激光的非线性吸收过程，由于这种非线性吸收过程，导致了材料中的激光强度是受限的，即产生一种对能量的“自限制效应”——所谓的“割草机”效应，导致无法将所需要的能量输入到材料内部，从而影响了加工效率。这使得单纯增大输入的飞秒脉冲的能量，并不能显著地提高加工效率，相反会降低加工精度，故而加工效率和加工精度总存在着矛盾。

总的来说，现有的超短激光脉冲加工系统中加工精度和加工效率存在着固有的限制与矛盾，且这一问题并未得到很好的解决。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统及其应用，其目的在于，实现对加工精度和加工效率的独立控制，从而在保证加工精度的前提下，有效提高加工效率。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，包括：激光发生装置和激光调节装置；

激光发生装置用于产生时序和重复频率均满足加工需求的注入光和驱动光；注入光的能量低于驱动光的能量；

激光调节装置用于对注入光和驱动光进行调节和聚焦，使得注入光先于驱动光聚焦于样品的同一加工区域，从而注入光聚焦于样品时提供加工所需的初始注入载流子以控制加工精度，且驱动光聚焦于样品时向样品内部输送能量以控制加工效率。

本发明所提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，产生注入光和驱动光，且注入光先于驱动光被聚焦到样品上；注入光聚焦到样品上时，会起动多光子电离，继而引发雪崩电离，在提供加工所需要的初始注入载流子的同时，起到控制加工的空间分辨率和加工精度的作用；驱动光聚焦到样品上时，会向样品内部输送能量，在使自由载流子吸收特定的能量的同时，控制加工的效率。本发明能够分离自由载流子的产生和能量注入两个物理过程，由此实现对加工精度和加工效率的独立控制，从而解决超短激光脉冲加工中加工精度和加工效率之间存在的固有矛盾。

进一步地，激光发生装置包括：超快激光器、第一波片组、第一分束器以及第四反射镜；

第一光束整形器和第一波片组依次设置于超快激光器的出射光路上，第一波片组用于将超快激光器发射的超短激光脉冲调节为线偏振光，第一分束器用于将经第一波片组调节得到的线偏振光分束为注入光和驱动光；

第四反射镜设置于驱动光的传播光路上，用于调节驱动光的光路方向。

更进一步地，激光发生装置还包括第一光束整形器；

第一光束整形器沿超快激光器的出射光路设置于第一波片组之前，用于对超快激光器发射的超短激光脉冲进行空间结构上的光束整形，以调节加工精度和加工效率。

进一步地，激光发生装置包括：第一超快激光器、第二超快激光器以及同步装置；

第一超快激光器用于发射注入光，第二超快激光器用于发射驱动光；

同步装置与第一超快激光器和第二超快激光器分别相连，用于调节第一超快激光器和第二超快激光器，以使得注入光和驱动光的时序和重复频率均满足加工需求。

进一步地，调节装置包括：第一反射模块、第二波片组、第三反射镜、第二反射模块、第三波片组、第二分束器以及透镜系统；

第一反射模块、第二波片组和第三反射镜依次设置于注入光的传播光路上，第一反射模块用于使得注入光发生平移且反向传播，第三反射镜用于使得注入光入射到第二分束器；

第二反射模块和第三波片组依次设置于驱动光的传播光路上，第二反射模块用于使得驱动光发生平移且反向传播，并引入注入光和驱动光之间的传播时延；

第二分束器用于反射部分注入光，并使得注入光的反射部分沿透镜系统的主光轴传播；第二分束器还用于透射部分驱动光，并使得驱动光的透射部分沿透镜系统的主光轴传播；第二波片组和第三波片组分别用于调节注入光和驱动光经过第二分束器时透过部分与反射部分的能量比例；

透镜系统用于先后将注入光和驱动光聚焦于样品的同一加工区域，从而在加工样品时实现对加工精度和加工效率的独立控制。

进一步地，第二反射模块包括第五反射镜、反射器、位移台以及第六反射镜；

第五反射镜和第六反射镜用于调节驱动光的传播方向；反射器设置于位移台上，用于使得驱动光发生平移且反向传播；位移台用于移动反射器，以调节注入光和驱动光之间的传播时延。

更进一步地，各超快激光器为光纤激光器且各分束器为光纤分束器或空间分束器；

反射器为光纤，且其长度设定使得注入光和驱动光之间的传播时延满足预设条件；

一方面，光在光纤中传输时受空气扰动小，由此使得加工系统稳定性高；另一方面，使用光纤及光纤器件，使得系统小型化、成本低且易于集成。

进一步地，各反射镜的入射面上全部或部分镀有厚度渐增的多层介质膜，多层介质膜的厚度设定使得光束的色散程度满足预设的控制要求。

进一步地，激光调节装置还包括：第三分束器、第一光学分析器以及第二光学分析器；

第三分束器设置于第三波片组和第二分束器之间，用于反射部分驱动光；

第一光学分析器设置于第三分束器的反射光路上，用于分析驱动光的光束特性；

第二光学分析器设置于样品之后，用于分析样品加工时从样品透射光束的光束特性，以结合驱动光的光束特性获得加工效率。

更进一步地，各光学分析器包括积分球及放置于积分球之后的光电二极管；

积分球用于收集从样品透射的光束，光电二极管用于将积分球收集到的光信号转换为电信号。

更进一步地，激光调节装置还包括第一非线性介质和第二非线性介质；

第一非线性介质沿注入光的传播光路设置于第一反射模块之前，用于调节注入光的频率，以调节加工精度；

第二非线性介质设置于第二反射模块和第三波片组之间，用于调节驱动光的频率，以调节加工效率。

更进一步地，激光调节装置还包括延时器；

延时器沿驱动光的传播光路设置于第三波片组之前，或者沿注入光的传播光路设置于第二波片组之前，用于调节注入光和驱动光之间的传播时延。

更进一步地，激光调节装置还包括时域展宽器；

时域展宽器沿驱动光的传播光路设置于第三波片组之前，用于展宽驱动光，以调节加工效率。

更进一步地，激光调节装置还包括第二光束整形器和第三光束整形器；

第二光束整形器沿注入光的光路设置于第一反射模块之前，用于对注入光进行空间结构上的光束整形，以调节加工精度；

第三光束整形器沿驱动光的光路设置于第二反射模块之前，用于对驱动光进行空间结构上的光束整形，以调节加工效率和加工精度。

按照本发明的第二方面，还提供了本发明第一方面所提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统在玻璃、半导体、蓝宝石、光纤、陶瓷、热敏材料或有机发光二极管的无热精密加工中的应用。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本发明所提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，通过先后将注入光和驱动光聚焦于样品，由此分离了超短激光脉冲加工中的自由载流子产生和能量注入两个物理过程，突破了超短激光脉冲加工中的自限制效应，实现对加工精度和加工效率的独立控制，从而实现在保证加工精度的前提下，有效提高加工效率，解决了超短激光脉冲在传统精密加工中出现的加工精度低、加工效率差等问题。

(2)本发明所提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，包括激光调节装置，可分别对注入光和驱动光的脉冲时间、时序、光谱和形状进行调节，从而使得用于加工的脉冲的能量、脉宽、波长、偏振态、时序、形状的可控化。

(3)本发明所提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，可对注入光与驱动光之间的传播时延进行调节，从而改变驱动光能量注入的载流子类型，进而改变加工阈值和可注入的最大能量。

(4)本发明所提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，可以广泛用于各类需要超短激光脉冲加工的领域，如平板玻璃和蓝宝石的切割、高精度光纤布拉格光栅的微纳尺寸加工、环保绿色工业等。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统；

图2为本发明第二实施例提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统；

图3为本发明实施例提供的波片组的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光学分析器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的反射器结构示意图；(a)为中空回射器的结构示意图；(b)为成90°的两反射镜的结构示意图；(c)为90°棱镜的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的啁啾镜示意图；

图7为本发明实施例提供的反射型透镜系统的结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

1为激光发生装置，2为激光调节装置，3为第一光束整形器，4为第一波片组，5为第一分束器，6为第二光束整形器，7为第一非线性介质，8为第一反射镜，9为第二反射镜，10为第二波片组，11为第三反射镜，12为第二分束器，13为第四反射镜，14为第三光束整形器，15为第二非线性介质，16为延时器，17为第五反射镜，18为反射器，19为位移台，20为时域展宽器，21为第三波片组，22为第三分束器，23为第一光学分析器，24为透镜系统，25为样品，26为第二光学分析器，27为注入光，28为驱动光，29为第六反射镜，30为1/2波片，31为1/4波片，32为第一超快激光器，33为第二超快激光器，34为同步装置，35为积分球，36为光电二极管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统及其应用，其整体思路在于，产生注入光和驱动光，并通过先后将注入光和驱动光聚焦于样品，分离自由载流子的产生和能量注入两个物理过程，实现对加工精度和加工效率的独立控制，以解决超短激光脉冲加工中加工精度和加工效率之间存在的固有矛盾。

本发明中，“第一”、“第二”等(如果存在)术语是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；若光束沿其光路传播时，先经过设置于光路上的器件A后经过设置于光路上的器件B，则认为器件A沿光的传播光路设置于器件B之前。

如图1所示，在本发明的第一实施例中，本发明提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，包括：激光发生装置1和激光调节装置2；

激光发生装置用于产生时序和重复频率均满足加工需求的注入光27和驱动光28，加工需求具体包括加工效率的需求和加工精度的需求；注入光27的能量低于驱动光28的能量；

激光调节装置2用于对注入光27和驱动光28进行调节和聚焦，使得注入光27先于驱动光28聚焦于样品25的同一加工区域，从而注入光27聚焦于样品25时提供加工所需的初始注入载流子以控制加工精度，且驱动光28聚焦于样品25时向样品25内部输送能量以控制加工效率；

激光发生装置1包括：超快激光器、第一光束整形器3、第一波片组4、第一分束器5以及第四反射镜13；

第一光束整形器3、第一波片组4和第一分束器5依次设置于超快激光器的出射光路上，第一光束整形器3用于对所述超快激光器发射的超短激光脉冲进行空间结构上的光束整形，以调节加工精度和加工效率；第一波片组4用于将超快激光器发射的超短激光脉冲调节为线偏振光，第一分束器5用于将经第一波片组4调节得到的线偏振光分束为注入光27和驱动光28；

第四反射镜13设置于驱动光28的传播光路上，用于调节驱动光28的光路方向；

在第一波片组4之前还设置有第一光束整形器3，用于对超快激光器发射的激光进行空间结构上的光束整形；第一光束整形器3可将激光整形为不同形状的光束，如高斯光束、平顶光束、贝塞尔光束、矢量光束等；

调节装置2包括：第一反射模块、第二波片组10、第三反射镜11、第二反射模块、第三波片组21、第二分束器12以及透镜系统24；

第一反射模块由第一反射镜8和第二反射镜9构成；第一反射模块、第二波片组10和第三反射镜11依次设置于注入光27的传播光路上，第一反射模块用于使得注入光27发生平移且反向传播，第三反射镜11用于使得注入光27入射到第二分束器12；

第二反射模块和第三波片组21依次设置于驱动光28的传播光路上，第二反射模块用于使得驱动光28发生平移且反向传播，并引入注入光27和驱动光28之间的传播时延；第二反射模块由第五反射镜17、反射器18、位移台19和第六反射镜29组成，反射器18设置于位移台19上；第五反射镜17和第六反射镜29用于调节驱动光28的光路方向；反射器18可为图5(a)所示的中空回射器、图(b)所示的成90°的两反射镜、图5(c)所示的90°棱镜或其他反射结构，用于使得驱动光28发生平移且反向传播；位移台19可为手动位移台或电动位移台，用于移动反射器18，以调节注入光27和驱动光28之间的传播时延；

第二分束器12用于反射部分注入光27，并使得注入光27的反射部分沿透镜系统24的主光轴传播；第二分束器12还用于透射部分驱动光28，并使得驱动光28的透射部分沿透镜系统24的主光轴传播；第二波片组10和第三波片组21分别用于调节注入光27和驱动光28经过第二分束器12时透过部分与反射部分的能量比例；

透镜系统24可为透射式透镜系统、图7所示的反射式透镜系统或其他聚焦系统，用于先后将注入光27和驱动光28聚焦于样品25的同一加工区域，从而在加工样品25时实现对加工精度和加工效率的独立控制；在图7所示的反射式透镜系统中，入射光依次经过三个反射物镜的反射后，实现聚焦；

在第三波片组21和第二分束器12之间还设置有第三分束器22，用于反射部分驱动光28；在第三分束器22的反射光路上设置有第一光学分析器23，用于分析驱动光28的光束特性；在样品25之后还设置有第二光学分析器26，用于分析样品加工时从样品25透射光束的光束特性，以结合驱动光28的光束特性获得加工效率；在本实施例中，各光学分析器包括积分球35及放置于积分球35之后的光电二极管36，如图4所示；积分球35用于收集从样品25透射的光束，光电二极管36用于将积分球35收集到的光信号转换为电信号；各光学分析器也可为光谱分析仪或其他可用于分析光束特性的仪器；

沿注入光27的传播光路在第一反射模块之前还设置有第一非线性介质7，用于调节注入光27的频率，以调节加工精度；第二反射模块和第三波片组23之间还设置有第二非线性介质15，用于调节驱动光28的频率，以调节加工效率；

沿驱动光28的传播光路在第二反射模块之前还设置有延时器16，用于调节注入光27和驱动光28之间的传播时延；延时器16也可沿注入光27的传播光路设置在第二波片组10之前，用于调节注入光27和驱动光28之间的传播时延；

在第二反射模块和第三波片组21之间还设置有时域展宽器20，时域展宽器20可为基于反射式光栅组的时域展宽器、基于透射式光栅组的时域展宽器、基于四棱镜组的时域展宽器、基于啁啾布拉格体光栅的时域展宽器、基于光纤展宽器的时域展宽器、基于色散玻璃的时域展宽器或其他时域展宽器，用于展宽驱动光28，以调节加工效率；

沿注入光27的传播光路在第一反射模块之前还设置有第二光束整形器6，用于对注入光27进行空间结构上的光束整形，以调节加工精度；沿驱动光28的传播光路在第二反射模块之前还设置有第三光束整形器14，用于对驱动光28进行空间结构上的光束整形，以调节加工效率和加工精度；第二光束整形器6和第三光束整形器14可将激光整形为不同形状的光束，如高斯光束、平顶光束、贝塞尔光束、矢量光束等；

在本实施例中，超快激光器为光纤激光器，且各分束器为光纤分束器或空间分束器，即第一分束器5、第二分束器12和第三分束器22均为光纤分束器；反射器18为光纤，且其长度设定使得注入光27和驱动光28之间的传播时延满足预设条件；一方面，光在光纤中传输时受空气扰动小，由此使得加工系统稳定性高；另一方面，使用光纤及光纤器件，使得系统小型化、成本低且易于集成；

在本实施例中，各反射镜(第一反射镜8、第二反射镜9、第三反射镜11、第四反射镜13、第五反射镜17以及第六反射镜)均与光路45°角，使得光路沿水平或竖直方向传播；各反射镜的入射面上全部或部分镀有厚度渐增的多层介质膜，多层介质膜的厚度设定使得光束的色散程度满足预设的控制要求；经过镀膜处理后，各反射镜成为啁啾镜；图6所示为啁啾镜的工作原理图，特定中心波长的波包被相应膜系最有效地反射，如果将厚度渐增的多层介质膜沉积在基片上制作成反射镜，长波成分透入介质膜结构的深度会更深，再被相应的膜系反射，这样一来长波波包经历更多的群延时，由此产生负色散；

在本实施例中，各波片组可为1/2波片30，或者图3所示的1/4波片31和1/2波片30的组合。

在本发明的第二实施例中，本发明所提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统中激光调节装置2的结构与本发明第一实施例中激光调节装置2的结构相同；在本发明的第二实施例中，激光发生装置1为图2所示的混合型激光系统，包括：第一超快激光器32、第二超快激光器33以及同步装置34；

第一超快激光器32用于发射注入光27，第二超快激光器33用于发射驱动光28；

同步装置34与第一超快激光器32和第二超快激光器33分别相连，用于调节第一超快激光器32和第二超快激光器33，以使得注入光27和驱动光28的时序和重复频率均满足加工需求。

本发明所提供的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，可以广泛用于各类需要超短激光脉冲加工的领域，如平板玻璃和蓝宝石的切割、高精度光纤布拉格光栅的微纳尺寸加工、环保绿色工业等。

本发明还提供了上述基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统在玻璃、半导体、蓝宝石、光纤、陶瓷、热敏材料或有机发光二极管的无热精密加工中的应用。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，包括：激光发生装置(1)和激光调节装置(2)；

所述激光发生装置(1)用于产生时序和重复频率均满足加工需求的注入光(27)和驱动光(28)；所述注入光(27)的能量低于所述驱动光(28)的能量；

所述激光调节装置(2)用于对所述注入光(27)和所述驱动光(28)进行调节和聚焦，使得所述注入光(27)先于所述驱动光(28)聚焦于样品(25)的同一加工区域，从而所述注入光(27)聚焦于所述样品(25)时提供加工所需的初始注入载流子以控制加工精度，且所述驱动光(28)聚焦于所述样品(25)时向所述样品(25)内部输送能量以控制加工效率；所述激光调节装置(2)分别对注入光和驱动光的脉冲时间、时序、光谱和形状进行调节，以使得用于加工的脉冲的能量、脉宽、波长、偏振态、时序、形状的可控化；

所述激光发生装置(1)包括：超快激光器、第一波片组(4)、第一分束器(5)以及第四反射镜(13)；

所述第一波片组(4)和所述第一分束器(5)依次设置于所述超快激光器的出射光路上，所述第一波片组(4)用于将所述超快激光器发射的超短激光脉冲调节为线偏振光，所述第一分束器(5)用于将经所述第一波片组(4)调节得到的线偏振光分束为所述注入光(27)和所述驱动光(28)；

所述第四反射镜(13)设置于所述驱动光(28)的传播光路上，用于调节所述驱动光(28)的光路方向；

所述调节装置(2)包括：第一反射模块、第二波片组(10)、第三反射镜(11)、第二反射模块、第三波片组(21)、第二分束器(12)以及透镜系统(24)；

所述第一反射模块、所述第二波片组(10)和所述第三反射镜(11)依次设置于所述注入光(27)的传播光路上，所述第一反射模块用于使得所述注入光(27)发生平移且反向传播，所述第三反射镜(11)用于使得所述注入光(27)入射到所述第二分束器(12)；

所述第二反射模块和所述第三波片组(21)依次设置于所述驱动光(28)的传播光路上，所述第二反射模块用于使得所述驱动光(28)发生平移且反向传播，并引入所述注入光(27)和所述驱动光(28)之间的传播时延；

所述第二分束器(12)用于反射部分所述注入光(27)，并使得所述注入光(27)的反射部分沿所述透镜系统(24)的主光轴传播；所述第二分束器(12)还用于透射部分所述驱动光(28)，并使得所述驱动光(28)的透射部分沿所述透镜系统(24)的主光轴传播；所述第二波片组(10)和所述第三波片组(21)分别用于调节所述注入光(27)和所述驱动光(28)经过所述第二分束器(12)时透过部分与反射部分的能量比例；

所述透镜系统用于先后将所述注入光(27)和所述驱动光(28)聚焦于所述样品(25)的同一加工区域，从而在加工所述样品(25)时实现对加工精度和加工效率的独立控制。

2.如权利要求1所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，所述激光发生装置(1)还包括第一光束整形器(3)；

所述第一光束整形器(3)沿所述超快激光器的出射光路设置于所述第一波片组(4)之前，用于对所述超快激光器发射的超短激光脉冲进行空间结构上的光束整形，以调节加工精度和加工效率。

3.如权利要求1所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，所述第二反射模块包括第五反射镜(17)、反射器(18)、位移台(19)以及第六反射镜(29)；

所述第五反射镜(17)和所述第六反射镜(29)用于调节所述驱动光(28)的传输方向；所述反射器(18)设置于所述位移台(19)上，用于使得所述驱动光(28)发生平移且反向传播；所述位移台(19)用于移动所述反射器(18)，以调节所述注入光(27)和所述驱动光(28)之间的传播时延。

4.如权利要求3所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，各超快激光器为光纤激光器且各分束器为光纤分束器或空间分束器；

所述反射器(18)为光纤，且其长度设定使得所述注入光(27)和所述驱动光(28)之间的传播时延满足预设条件。

5.如权利要求1所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，各反射镜的入射面上全部或部分镀有厚度渐增的多层介质膜，所述多层介质膜的厚度设定使得光束的色散程度满足预设的控制要求。

6.如权利要求1所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，所述激光调节装置(2)还包括：第三分束器(22)、第一光学分析器(23)以及第二光学分析器(26)；

所述第三分束器(22)设置于所述第三波片组(21)和所述第二分束器(12)之间，用于反射部分所述驱动光(28)；

所述第一光学分析器(23)设置于所述第三分束器(22)的反射光路上，用于分析所述驱动光(28)的光束特性；

所述第二光学分析器(26)设置于所述样品(25)之后，用于分析样品加工时从所述样品(25)透射光束的光束特性，以结合所述驱动光(28)的光束特性获得加工效率。

7.如权利要求6所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，各光学分析器包括积分球(35)及放置于所述积分球(35)之后的光电二极管(36)；

所述积分球(35)用于收集从所述样品(25)透射的光束，所述光电二极管(36)用于将所述积分球(35)收集到的光信号转换为电信号。

8.如权利要求1所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，所述激光调节装置(2)还包括第一非线性介质(7)和第二非线性介质(15)；

所述第一非线性介质(7)沿所述注入光(27)的传播光路设置于所述第一反射模块之前，用于调节所述注入光(27)的频率，以调节加工精度；

所述第二非线性介质(15)设置于所述第二反射模块和所述第三波片组(23)之间，用于调节所述驱动光(28)的频率，以调节加工效率。

9.如权利要求1所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，所述激光调节装置(2)还包括延时器(16)；

所述延时器(16)沿所述驱动光(28)的传播光路设置于所述第三波片组(21)之前，或者沿所述注入光(27)的传播光路设置于所述第二波片组(10)之前，用于调节所述注入光(27)和所述驱动光(28)之间的传播时延。

10.如权利要求1所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，所述激光调节装置(2)还包括时域展宽器(20)；

所述时域展宽器(20)沿所述驱动光的传播光路设置于所述第三波片组(21)之前，用于展宽所述驱动光(28)，以调节加工效率。

11.如权利要求1所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统，其特征在于，所述激光调节装置(2)还包括第二光束整形器(6)和第三光束整形器(14)；

所述第二光束整形器(6)沿所述注入光(27)的光路设置于所述第一反射模块之前，用于对所述注入光(27)进行空间结构上的光束整形，以调节加工精度；

所述第三光束整形器(14)沿所述驱动光(28)的光路设置于所述第二反射模块之前，用于对所述驱动光(28)进行空间结构上的光束整形，以调节加工效率和加工精度。

12.权利要求1-11中任一项所述的基于注入式电离的超短激光脉冲加工系统在玻璃、半导体、蓝宝石、光纤、陶瓷、热敏材料或有机发光二极管的无热精密加工中的应用。

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