CN110369859B - 一种飞秒激光闭环加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种飞秒激光闭环加工系统及方法，属于飞秒激光加工领域。系统包括飞秒加工系统、飞秒测距系统、三维运动平台和处理器。加工系统和测距系统共用部分元器件。飞秒加工系统包括飞秒激光器、光隔离器、第一分束器和显微物镜。飞秒测距系统包括飞秒激光器、光隔离器、第一、二分束器、显微物镜、第一、二参考臂、耦合透镜、F‑P滤波器和光谱仪。被加工的物体放置在三维运动平台上，由处理器控制运动平台的运动、分析飞秒测距系统中光谱仪获取的信息，从而获得物体加工点的高度信息，进而反馈至飞秒加工系统，由此形成闭环控制。本发明还提供了相应的加工方法。本发明系统和方法可以实现对工件的高精度在线反馈加工。

Description

一种飞秒激光闭环加工系统

技术领域

本发明属于飞秒激光加工领域，更具体地，涉及一种飞秒激光闭环加工系统。

背景技术

飞秒激光具有极短的脉冲持续时间，使得飞秒激光具有极高的强度和峰值功率。与传统激光加工不同，在使用飞秒激光进行加工时，激光与原子、离子、自由电子以及等离子体等物质的相互作用是一种非线性吸收的过程，它可以实现超精细加工。

与常规激光加工相比，飞秒激光的精细加工具有热影响区极小、加工尺度极小、加工效率高、可以实现超高精度的空间三维加工等优点^[1]。其中，飞秒激光的三维加工范围可以小至亚微米甚至纳米级。如此精细的加工也需要高精度的检测手段来确保加工的成果。

传统的激光加工方式是先加工后检测，工艺效率较低，加工的过程中无法同时准确获得加工深度，为了确保加工准确，需要反复下线检测、上线加工。一旦加工超过限度，还可能导致产品报废。

因此，需要开发一种新型的能实现在线检测激光加工尺寸的激光加工系统，实现飞秒激光的闭环加工，以能提高激光加工的效率并且能利用飞秒激光天然的加工优势。

[1]谭超.飞秒激光加工金属微孔工艺及表面质量研究[D].中南大学,2014。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种飞秒激光闭环加工系统，其目的在于，提供了一种改进的飞秒激光闭环加工系统，实现飞秒激光加工的同时利用飞秒激光进行加工尺寸的在线检测，并且，在飞秒测距系统中，采用双参考臂的方案，解决死区问题，突破非模糊距离带来的限制，能获得的精确加工尺寸结果，反馈至处理器控制加工，从而能形成闭环控制。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种飞秒激光闭环加工系统，其包括一套飞秒加工系统、一套飞秒测距系统，一台三维位移平台以及一台处理器，其中，所述飞秒加工系统用于对设置在三维位移平台的待加工样品进行激光加工，所述飞秒测距系统用于测量待加工样品的加工深度，并用于将检测获得的加工深度信息反馈至与之相连的处理器，

所述处理器还同时连接飞秒加工系统，以能根据获得的加工深度控制飞秒加工系统进行精确的深度加工，所述处理器同时还连接三维位移平台，用于控制三维位移平台按照预期移动。

进一步的，飞秒加工系统包括飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜，所述飞秒测距系统包括飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜、第二分束器、第一参考臂、第二参考臂、耦合透镜、F-P滤波器以及光谱仪，飞秒测距系统的飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜与飞秒加工系统包括的飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜分别均为同一部件。

进一步的，第一参考臂、第二参考臂分别包括第一后向反射器、第二后向反射器，第一参考臂和第二参考臂之间具有固定的光程差，显微物镜作为加工臂的同时也作为探测臂，工作时，飞秒加工激光器发出飞秒激光，通过第一分束器，进入加工臂以及第二分束器：进入加工臂的光通过显微物镜入射到待加工物体上，激光经过反射回到显微物镜内，再通过第一分束器进入F-P滤波器，最后进入光谱仪，进入第二分束器的光分别通过第一后向反射器和第二后向反射器反射回第一分束器，进一步通过第一分束器和F-P滤波器进入光谱仪，F-P滤波器用于对进入光谱仪之前的激光的光模式进行稀疏化处理，所述光谱仪与处理器相连，处理器用于分析由光谱仪探测到的来自加工臂和两路参考臂共三路飞秒激光之间的干涉信号，并由此获得待加工样品的深度。

其中，所述飞秒测距系统采用光谱仪作为探测器，通过信号变换手段，可以在一个变换谱内同时对三路光之间的干涉信号进行分析，无需采用快门等开关装置。

进一步的，所述第一参考臂和所述第二参考臂之间具有固定的分光比，以能通过变换信号的强度来判断干涉峰是来源于第一参考臂或来源第二参考臂。

进一步的，所述第一参考臂和所述第二参考臂之间的分光比为60:40。

进一步的，第一参考臂和第二参考臂之间具有固定的光程差φ＝φ₁-φ₂，其中，φ₁为第一参考臂的光程，φ₂为第二参考臂的光程，由此，使得经第一参考臂和经第二参考臂的反射激光分别与经探测臂的反射激光在变换谱形成具有固定距离的第一干涉峰和第二干涉峰。

进一步的，被测物体相对第一参考臂的镜像距离l在第n个非模糊距离区间满足l∈[(n-1)l_NAR,nl_NAR]，其中，n为已知正整数，l_NAR为非模糊距离，根据以下公式计算l：

其中，

式中，c为光速，n_p是光传播介质的折射率，τ₁和τ₂分别是第一干涉峰和第二干涉峰在变换域上的坐标，m、Z均表示整数。

进一步的，三维位移平台的x轴和y轴均由直线电机和光栅尺构成，用于控制被测物体相对显微物镜的精确位移。

按照本发明的另一个方面，还提供一种飞秒激光闭环加工方法，发射飞秒激光，飞秒激光经过防止后向传输处理后，所述激光被分为两束，分别为第一束光和第二束光，其中，第一束光被聚焦后入射至待加工物体上，待加工物体的位移和待加工高度按照预期被设定，入射至待加工物体上的第一束光执行深度方向上的激光加工，加工处的部分激光同时也被反射而沿原路返回，为第一反射光，第一反射光被分为两束光，其中一束经过滤波处理后被探测接收，剩下一束光被吸收而消失，第二束光也被分为两束，分别为第一子分束光和第二子分束光，第一子分束光和第二子分束光分别被反射后而沿原路返回，沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光被合成一束光后出射，该出射光包括两束，其中一束备用，另一束为第二反射光，第二反射光同时包含有沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光的信息，沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光具有固定的光程差，第二反射光再次被分为两束，其中一束被吸收而消失，剩下一束经过滤波处理后被探测接收，分析处理被探测接收的第一反射光部分、第二反射光中沿原路返回的第一子分束光部分和第二子分束光部分之间的干涉信息，从而获得待加工物体在Z轴方向上的实际高度，比对待加工物体在Z轴方向上的实际深度与被设定的预期加工深度，并依据比对结果控制实际加工，由此形成闭环控制，实现对待加工物体的高精度在线反馈深度加工。

进一步的，采用飞秒加工系统对待加工物体进行深度方向的激光加工，采用飞秒测距系统对待加工物体上加工点的深度信息进行测量，将检测获得的待加工物体上加工点的深度信息反馈给处理器，由处理器设定待加工物体的位移和待加工高度，还由处理器分析处理探测接收的第一反射光部分、第二反射光中沿原路返回的第一子分束光部分和第二子分束光部分之间的干涉信息，从而获得待加工物体在Z轴方向上的实际高度，还由处理器比对待加工物体在Z轴方向上的实际深度与被设定的预期加工深度，并依据比对结果控制实际加工，由此形成闭环控制，实现对待加工物体的高精度在线反馈深度加工。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明采用的飞秒激光闭环加工系统中，飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜形成飞秒加工系统，飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜、第二分束器、第一参考臂、第二参考臂、耦合透镜、F-P滤波器以及光谱仪形成飞秒测距系统，飞秒测距系统和飞秒加工系统共用飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器和显微物镜，显微物镜同时作为参考臂和加工臂，飞秒测距系统将检测获得的待加工零件的加工点深度信息反馈至处理器，处理器控制飞秒加工系统，由此形成激光加工的闭环控制，实现了飞秒的闭环加工系统。

进一步的，本发明中飞秒测距装置中使用两个参考臂结合一个光谱仪进行信号分析，参考臂间具有固定的光程差，光谱仪使得系统种无需复杂的快门结构，可以有效解决飞秒激光测距中的死区问题，扩大了测量范围，无需采用手动调节的快门，操作简单，同时也有效突破了飞秒加工激光测距中存在的方向模糊性，突破了非模糊距离带来的测量限制，实现精准测距，进而能实现精准加工，尤其适合于激光钻孔等加工。更进一步的，基于以上装置的激光闭环加工方法使用方便，实现简单。

附图说明

图1是本发明实施例的飞秒激光闭环加工系统原理图；

图2表示被测点距离参考点距离为正奇数倍时，飞秒激光测距系统获得的变换域信号特征。

图3表示被测点距离参考点距离为正偶数倍时，飞秒激光测距系统获得的变换域信号特征。

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。

本发明是为了开发一种新型的能实现在线检测激光加工尺寸的激光加工系统，实现飞秒激光的闭环加工，以能提高激光加工的效率并且能利用飞秒激光天然的加工优势，在进行系统的设计过程中，为了同时实现飞秒激光加工和在线检测，并且为了合理利用和设计系统，设计了飞秒加工系统和飞秒测距系统，两个系统共用部分零部件。

然而，在飞秒激光测距的原理中，有着两大主要问题限制着其实际应用。一是在信号的变换谱上，有一个固定存在的干扰峰P_b，当信号峰P_p与干扰峰P_b重叠时，测量将会变得不准确。即使得信号峰与干扰峰重叠的这段距离范围是“不可测”的，这个不可测量的区域也被称为死区(Cui M,Zeitouny M G,Bhattacharya N,et al.Long distancemeasurement with femtosecond pulses using a dispersive interferometer[J].Optics Express,2011,19(7):6557-6570)。

另一个问题是由于傅里叶变换的限制，测量距离存在一个非模糊距离(Joo K N,Kim S W.Absolute distance measurement by dispersive interferometry using afemtosecondpulse laser[J].Optics Express,2006,14(13):5954-60.)。当被测物点从原点开始向远处运动，信号峰P_p将在轴上向右移动，直至物体运动至非模糊距离处，然后开始向左移动。同理，当物体从一倍非模糊距离之外向原点移动时，信号峰P_p将在轴上先右移动，再向左移动。因此，在物体的运动范围可能超过一倍非模糊距离时，通过信号峰的移动方向无法判定物体是在靠近还是远离原点。这就是非模糊距离带来的方向模糊性。

因此，设计一种新型的能实现在线检测激光加工尺寸的激光加工系统不仅仅是简单的将飞秒加工系统和飞秒测距系统进行有机合理的结合，还要考虑飞秒激光测距在原理上的实际缺陷，并对此进行改进。

本发明公开了一种飞秒激光闭环加工系统，属于飞秒激光加工领域，用于对工件等物品进行切割、打孔等加工，并且可以在线检测加工的结果，对加工过程进行反馈，实现精确加工。

整体上，本发明系统包括基于飞秒加工系统、飞秒测距系统、三维运动平台以及一台用于控制加工和测量的处理器。其中飞秒加工系统、飞秒测距系统共用一个飞秒光源。飞秒加工系统由飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜组成。飞秒测距系统包括飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜、第二分束器、第一参考臂、第二参考臂、耦合透镜、F-P滤波器、光谱仪。飞秒测距系统的飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜与飞秒加工系统包括的飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜分别均为同一部件。被加工的物体放置在三维运动平台上，由处理器控制运动平台的运动、分析飞秒测距系统中光谱仪获取的信息，从而获得物体加工点的高度变化信息，进而反馈至飞秒加工系统。本发明可以实现对工件的高精度在线反馈加工。

图1是本发明实施例的飞秒激光闭环加工系统原理图，由图可知，其包括一套飞秒加工系统、一套飞秒测距系统，一台三维位移平台以及一台处理器。整个装置中只包括一台飞秒激光器。

其中，飞秒测距系统包含飞秒光源、光隔离器、F-P滤波器、光谱仪、第一耦合器、第二耦合器、第一参考臂、第二参考臂以及显微物镜，第一参考臂包括第一后向反射器，第二参考臂包括第二后向反射器。第一参考臂和第二参考臂之间具有固定的光程差，探测臂由显微物镜构成(探测臂也为加工臂，加工臂、探测臂均由包括同一台显微物镜)。飞秒测距系统的飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜与飞秒加工系统包括的飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜分别均为同一部件。对飞秒加工激光的复用能降低系统的复杂性，将飞秒加工系统与飞秒测距系统共用一个显微物镜能确保测量点即是加工点。

基于以上飞秒激光闭环加工系统的一种飞秒激光闭环加工方法的核心过程或者步骤如下：

发射飞秒激光，飞秒激光经过防止后向传输处理后被分为两束，分别为第一束光和第二束光，其中，第一束光被聚焦后入射至待加工物体上，待加工物体的位移和待加工高度按照预期被设定，入射至待加工物体上的第一束光执行深度方向上的激光加工，加工处的部分激光同时也被反射而沿原路返回，为第一反射光，第一反射光被分为两束光，其中一束经过滤波处理后被探测接收，剩下一束光被吸收而消失，第二束光也被分为两束，分别为第一子分束光和第二子分束光，第一子分束光和第二子分束光分别被反射后而沿原路返回，沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光被合成一束光后出射，该出射光包括两束，其中一束备用，另一束为第二反射光，第二反射光同时包含有沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光的信息，沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光具有固定的光程差，第二反射光再次被分为两束，其中一束被吸收而消失，剩下一束经过滤波处理后被探测接收，分析处理被探测接收的第一反射光部分、第二反射光中沿原路返回的第一子分束光部分和第二子分束光部分之间的干涉信息，从而获得待加工物体在Z轴方向上的实际高度，比对待加工物体在Z轴方向上的实际深度与被设定的预期加工深度，并依据比对结果控制实际加工，由此形成闭环控制，实现对待加工物体的高精度在线反馈深度加工。

具体的工作过程为，飞秒激光器发出飞秒激光，通过光隔离器、第一耦合器进入探测臂(探测臂包括显微物镜)以及第二耦合器，进入探测臂的光通过显微物镜入射到被测物体表面上，到达待测物体表面的激光经过反射或散射回到显微物镜内，再通过第一耦合器和F-P滤波器进入光谱仪；进入第二耦合器的光分别通过第一后向反射器和第二后向反射器反射回第一耦合器，进一步通过第一耦合器进入光谱仪。在反射激光进入光谱仪之前，还要由F-P滤波器对光模式进行稀疏化处理，所述稀疏化处理的作用是使得光谱仪成像单元的每个像素接收到的光带宽变窄，从而将相干长度从数十毫米提升至数米，进而为数米范围内的高精度宽光谱干涉测距提供了可能。最终由处理器分析由光谱仪探测到的来自探测臂和两路参考臂共三路飞秒激光之间的干涉信号。

在本发明的一个实施例中，第一参考臂和第二参考臂之间具有固定的光程差φ，第一参考臂和第二参考臂分别与探测臂在变换谱形成具有固定距离的第一干涉峰和第二干涉峰，基于此可以在某一干涉峰进入死区时，利用在死区外的另一干涉峰完成测距，解决了飞秒激光测距时存在的死区问题。

同时上述设计中引入第一干涉峰和第二干涉峰的左右相对关系，也能解决单飞秒激光测距存在的方向模糊性问题，突破了传统单飞秒测距系统的数毫米的非模糊距离限制，可以实现在任意的高度变化范围内实现对物体表面的三维坐标测量。

所述第一参考臂和所述第二参考臂之间具有固定的分光比，以能通过变换信号的强度来判断干涉峰是来源于第一参考臂或来源第二参考臂。所述第一参考臂和所述第二参考臂之间的分光比可以为60:40。实质上，只要两者的分光比不是1:1即可。

第一参考臂和第二参考臂之间具有固定的光程差φ，由此，使得经第一参考臂和经第二参考臂的反射激光分别与经探测臂的反射激光在变换谱形成具有固定距离的第一干涉峰和第二干涉峰。光程差φ＝φ₁-φ₂，其中，φ₁为第一参考臂的光程，φ₂为第二参考臂的光程，作为优选地，可以设定φ₁＞φ₂，对于φ₁＜φ₂的情况对应分析即可。

如图2所示的信号变换域里，给定φ＝φ₁-φ₂＞0，第一参考臂对应的干涉峰P_p在第二参考臂对应的干涉峰P_s的左侧时，可以判断l的计算公式中，n为奇数，反之如图3所示，P_p在P_s右侧时，可以判断l的计算公式中，n为偶数。

被测物体相对第一参考臂的镜像距离l在第n个非模糊距离区间满足l∈[(n-1)l_NAR,nl_NAR]，其中，n为已知正整数，l_NAR为非模糊距离，根据以下公式计算l：

其中，

式中，c为光速，n_p是光传播介质的折射率，τ₁和τ₂分别是第一干涉峰和第二干涉峰在变换域上的坐标，m、Z均表示整数。

在本发明中，所述飞秒激光器有且仅有一台，本发明装置中，通过对系统的巧妙设计，仅仅使用一台激光器搭配光谱仪就能实现对待加工物体深度测量。相比使用两台飞秒激光器的测量系统，由于省略了一台飞秒激光器其能节省三十万至上百万的人民币。

本发明中，三维位移平台的x轴和y轴均由直线电机和光栅尺构成，用于控制被测物体相对显微物镜的精确位移，由处理器控制三维位移平台运动。

整个飞秒加工激光闭环加工系统进行闭环加工的一个具体实施过程如下：

首先，利用本发明实现测量距离的条件是：被测点相对测量原点的距离l∈[(n-1)l_NAR,nl_NAR]，满足n已知。优选系统中，l_NAR约为3mm，因此容易用游标卡尺等工具确定n值。

假设待加工点相对测量原点的距离已知，下面以加工一个4mm深的孔为例，详述飞秒闭环加工的过程：

步骤1：开启飞秒激光、光谱仪等设备进行充分预热，将飞秒激光开启至低功率模式。

步骤2：将待加工物体置于三维位移平台上，调整三维位移平台，使得待加工点与飞秒激光的光斑中心重合。

步骤3：在飞秒激光的低功率模式下，利用上述公式(1)测量待加工点在加工前与测量原点之间的距离l₀。

步骤4：开启飞秒激光的高功率模式，加工一段时间后，将飞秒激光调整至低功率模式，测量待加工点与测量原点之间的距离l_n，注意控制单次加工的时间，使得单次加工深度不超过l_NAR。

步骤5：如果加工深度l_n-l₀＜4-ξ，则加工尚未完成，重复步骤4；进一步地，如果l_n-l₀＜4+ξ，则报告完成加工，结束流程；如果l_n-l₀＞4+ξ，则报告加工过度，结束流程。ξ为允许的加工误差。

以上发明中，低功率模式是指飞秒加工激光器出射的激光功率较低，不会使被加工的物体发生变化，但又有足够的光强使得光谱仪接收到光谱信息，高功率模式是指飞秒加工激光器出射的激光功率较高，足以使被加工的物体发生变化。高功率模式与低功率模式通常能通过按键实现快速切换。

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 (8)

1.一种飞秒激光闭环加工系统，其特征在于，其包括一套飞秒加工系统、一套飞秒测距系统，一台三维位移平台以及一台处理器，其中，

所述飞秒加工系统用于对设置在三维位移平台的待加工样品进行激光加工，所述飞秒测距系统用于测量待加工样品的加工深度，并用于将检测获得的加工深度信息反馈至与之相连的处理器，

所述处理器还同时连接飞秒加工系统，以能根据获得的加工深度控制飞秒加工系统进行精确的深度加工，

所述处理器同时还连接三维位移平台，用于控制三维位移平台按照预期移动；

飞秒加工系统包括飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜，

所述飞秒测距系统包括飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜、第二分束器、第一参考臂、第二参考臂、耦合透镜、F-P滤波器以及光谱仪，

飞秒测距系统的飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜与飞秒加工系统包括的飞秒加工激光器、光隔离器、第一分束器、显微物镜分别均为同一部件；

第一参考臂、第二参考臂分别包括第一后向反射器、第二后向反射器，第一参考臂和第二参考臂之间具有固定的光程差，

显微物镜用作加工臂的同时也用作探测臂，

工作时，飞秒加工激光器发出飞秒激光，通过第一分束器，进入加工臂以及第二分束器：进入加工臂的光通过显微物镜入射到待加工物体上，激光经过反射回到显微物镜内，再通过第一分束器进入F-P滤波器，最后进入光谱仪，

进入第二分束器的光分别通过第一后向反射器和第二后向反射器反射回第一分束器，进一步通过第一分束器和F-P滤波器进入光谱仪，

F-P滤波器用于对进入光谱仪之前的激光的光模式进行稀疏化处理，

所述光谱仪与处理器相连，处理器用于分析由光谱仪探测到的来自加工臂和两路参考臂共三路飞秒激光之间的干涉信号，并由此获得待加工样品上加工点的深度信息，处理器还用于根据加工样品的深度信息控制飞秒激光加工，以此形成闭环控制加工。

2.如权利要求1所述的一种飞秒激光闭环加工系统，其特征在于，所述第一参考臂和所述第二参考臂之间具有固定的分光比，以能通过变换信号的强度来判断干涉峰是来源于第一参考臂或来源第二参考臂。

3.如权利要求2所述的一种飞秒激光闭环加工系统，其特征在于，所述第一参考臂和所述第二参考臂之间的分光比为60:40。

4.如权利要求3所述的一种飞秒激光闭环加工系统，其特征在于，第一参考臂和第二参考臂之间具有固定的光程差φ＝φ₁-φ₂，其中，φ₁为第一参考臂的光程，φ₂为第二参考臂的光程，由此，使得经第一参考臂和经第二参考臂的反射激光分别与经探测臂的反射激光在变换谱形成具有固定距离的第一干涉峰和第二干涉峰。

5.如权利要求4所述的一种飞秒激光闭环加工系统，其特征在于，被测物体相对第一参考臂的镜像距离l在第n个非模糊距离区间满足l∈[(n-1)l_NAR,nl_NAR]，其中，n为已知正整数，l_NAR为非模糊距离，根据以下公式计算l：

其中，

式中，c为光速，n_p是光传播介质的折射率，τ₁和τ₂分别是第一干涉峰和第二干涉峰在变换域上的坐标，m、Z均表示整数。

6.如权利要求5所述的一种飞秒激光闭环加工系统，其特征在于，三维位移平台的x轴和y轴均由直线电机和光栅尺构成，用于控制被测物体相对显微物镜的精确位移。

7.一种飞秒激光闭环加工方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-6中任意一种飞秒激光闭环加工系统，发射飞秒激光，飞秒激光经过防止后向传输处理后，所述激光被分为两束，分别为第一束光和第二束光，

其中，第一束光被聚焦后入射至待加工物体上，待加工物体的位移和待加工高度按照预期被设定，入射至待加工物体上的第一束光执行深度方向上的激光加工，加工处的部分激光同时也被反射而沿原路返回，为第一反射光，第一反射光被分为两束光，其中一束经过滤波处理后被探测接收，剩下一束光被吸收而消失，

第二束光也被分为两束，分别为第一子分束光和第二子分束光，第一子分束光和第二子分束光分别被反射后而沿原路返回，沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光被合成一束光后出射，该出射光包括两束，其中一束备用，另一束为第二反射光，第二反射光同时包含有沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光的信息，

沿原路返回的第一子分束光和第二子分束光具有固定的光程差，

第二反射光再次被分为两束，其中一束被吸收而消失，剩下一束经过滤波处理后被探测接收，

分析处理被探测接收的第一反射光部分、第二反射光中沿原路返回的第一子分束光部分和第二子分束光部分之间的干涉信息，从而获得待加工物体在Z轴方向上的实际高度，比对待加工物体在Z轴方向上的实际深度与被设定的预期加工深度，并依据比对结果控制实际加工，由此形成闭环控制，实现对待加工物体的高精度在线反馈深度加工。

8.如权利要求7所述的一种飞秒激光闭环加工方法，其特征在于，采用飞秒加工系统对待加工物体进行深度方向的激光加工，

采用飞秒测距系统对待加工物体上加工点的深度信息进行测量，将检测获得的待加工物体上加工点的深度信息反馈给处理器，

由处理器设定待加工物体的位移和待加工高度，还由处理器分析处理探测接收的第一反射光部分、第二反射光中沿原路返回的第一子分束光部分和第二子分束光部分之间的干涉信息，从而获得待加工物体在Z轴方向上的实际高度，还由处理器比对待加工物体在Z轴方向上的实际深度与被设定的预期加工深度，并依据比对结果控制实际加工，由此形成闭环控制，实现对待加工物体的高精度在线反馈深度加工。

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