CN117691446A - 一种激光脉冲序列产生装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光脉冲序列产生装置，应用于激光加工领域。本申请提供的激光脉冲序列产生装置包括：分束器和反射镜，且分束器和反射器设置于同一光路上。其中，分束器和反射镜用于构成法布里‑珀罗腔。在法布里‑珀罗腔内，通过反射镜不断地反射分束器所反射的激光，以及分束器不断地对反射镜所反射的激光进行分束，则能够由分束器输出激光脉冲序列，该激光脉冲序列是由分束器不断透射得到的激光构成的。即，FP腔由分束器和反射镜组成，激光脉冲的部分能量在FP腔内来回反射，进而形成能量递减的脉冲序列。

Description

一种激光脉冲序列产生装置

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光脉冲序列产生装置。

背景技术

随着飞秒激光技术的飞速发展，飞秒激光逐渐在激光加工制造领域内占据重要地位。飞秒激光加工在微纳光子器件制造、医学精细手术、纳米生物工程等领域都有重要应用。然而，飞秒激光的脉冲重复频率低，使得飞秒激光加工效率低，限制了飞秒激光在激光加工领域的应用。

为了提高飞秒激光加工质量，目前提出了基于双折射晶体的脉冲序列产生装置，能够基于一束飞秒激光脉冲产生具有多束激光脉冲的飞秒激光脉冲序列。具体地，基于双折射晶体的脉冲序列产生装置基于双折射原理来实现脉冲序列的产生。当线偏振激光脉冲垂直入射到具有双折射效应的光学晶体，且偏振方向与晶体光轴的夹角为45°时，出射光将分解为能量相等，偏振方向互相垂直的两个激光脉冲。当第二个双折射晶体的光轴相对于第一个双折射晶体的光轴沿顺时针旋转45°，便能使第一次分束后的两个激光脉冲再各自分束为两个子脉冲，从而获得四个脉冲。以此类推，通过沿光轴方向级联排列N个晶体，便可以获得包括2N个激光脉冲的激光脉冲序列。

然而，这种基于双折射晶体的脉冲序列产生装置所产生的脉冲序列内激光脉冲的数量与装置内所采用的晶体相关，因此在实际应用中需要根据期望得到的激光脉冲数量来部署晶体，导致装置的结构较为复杂且灵活性差。

发明内容

本申请提供了一种激光脉冲序列产生装置，该装置结构简单，且能够产生具有大量激光脉冲的激光脉冲序列，灵活性高。

本申请第一方面提供了一种激光脉冲序列产生装置，包括：分束器和反射镜，且分束器和反射器设置于同一光路上。其中，分束器用于将入射的激光脉冲分成第一反射光和第一透射光，第一反射光属于装置产生的脉冲序列内的子脉冲。反射镜用于将从分束器出来的激光反射回分束器，且分束器还用于将反射镜反射回来的激光分成第二反射光和第二透射光，其中从分束器出来的激光包括第一透射光和第二反射光，第二透射光属于装置产生的脉冲序列内的子脉冲。此后，反射镜继续反射第二反射光，以使得分束器能够对反射镜所反射回来的第二反射光进行分束。

也就是说，在分束器和反射镜所构成的法布里-珀罗腔内，通过反射镜不断地反射分束器所反射的激光，以及分束器不断地对反射镜所反射的激光进行分束，则能够由分束器输出激光脉冲序列，该激光脉冲序列是由分束器不断透射得到的激光构成的。即，FP腔由分束器和反射镜组成，激光脉冲的部分能量在FP腔内来回反射，进而形成能量递减的脉冲序列。

本方案中，激光脉冲序列产生装置利用了法布里-珀罗腔原理，通过分束器和反射镜来构成一个法布里-珀罗腔，入射的激光在分束器和反射镜所构成的法布里-珀罗腔中不断来回反射，且每次通过分束器反射时都会透射一部分激光出来，从而形成激光脉冲序列。并且，该激光脉冲序列产生装置结构简单，且能够产生具有大量激光脉冲的激光脉冲序列，灵活性高。

在一种可能的实现方式中，激光脉冲为飞秒激光脉冲。

在一种可能的实现方式中，激光脉冲序列产生装置还包括：光路偏转装置，光路偏转装置设置于分束器之前。光路偏转装置用于将激光脉冲透射至分束器，且反射第一反射光和第二透射光，以使得第一反射光和第二透射光在经光路偏转装置反射后均与激光脉冲呈现预设夹角。

本方案中，通过设置光路偏转装置，能够使得入射的激光脉冲与产生的激光脉冲序列内的激光产生一定的夹角，以便于基于激光脉冲序列内的激光来进行激光加工。

在一种可能的实现方式中，光路偏转装置包括偏振分束立方体和四分之一波片，四分之一波片设置于偏振分束立方体和分束器之间；其中，偏振分束立方体用于将激光脉冲透射至四分之一波片，四分之一波片用于将偏振分束立方体透射的激光脉冲调整为圆偏振光并将第一反射光和第二透射光调整为S偏振光；偏振分束立方体还用于反射调整为S偏振光后的第一反射光和第二透射光。

本方案中，通过利用偏振分束立方体透射P偏振光且反射S偏振光的原理，巧妙地将偏振分束立方体与四分之一波片进行配合，从而实现在输入光路上透射激光，而在输出光路上反射激光，以使得输入激光与输出激光呈现一定的夹角。

在一种可能的实现方式中，预设夹角可以为90°。

在一种可能的实现方式中，光路偏转装置还包括二分之一波片，该二分之一波片设置于偏振分束立方体之前；其中，二分之一波片用于将激光脉冲调整为p偏振光后透射至偏振分束立方体。

在一种可能的实现方式中，分束器为平板分束片，平板分束片与反射镜平行设置。

在一种可能的实现方式中，反射镜的反射角度为0度。

通过将分束器1设置为平板分束片且与反射镜平行，能够有效地保证分束器所反射的激光和分束器透射的激光在同一直线上，且分束器透射的激光与反射镜反射的激光也在同一直线上，从而保证分束器所输出的激光脉冲序列内的各个激光均在同一光路上，有利于后续使用激光脉冲序列进行加工作业。

在一种可能的实现方式中，反射镜为全反反射镜，用于将入射到全反反射镜上的激光全部反射。

也就是说，反射镜为具有高反射率的反射镜，能够将入射到反射镜上的激光原封不动地反射回分束器上，从而保证激光的能量利用效率，避免激光在被反射时损失过多的能量。

在一种可能的实现方式中，分束器或反射镜设置于可移动平台上，可移动平台用于调节分束器和反射镜之间的距离。

通过将分束器或反射镜设置于可移动平台上，能够实现通过可移动平台调节分束器和反射镜之间的距离来调节脉冲序列中各个子脉冲之间的延迟。

在一种可能的实现方式中，激光脉冲序列产生装置还包括：衰减器；衰减器设置于分束器之前，用于降低入射至分束器的激光脉冲的能量，以使得飞秒激光脉冲的能量能够满足样品加工的实际需求。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置的另一结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置的另一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置的另一结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种利用激光脉冲序列产生装置进行激光加工的示意图。

附图标记说明：

10-激光脉冲序列产生装置；11-分束器；反射镜-12；20-光路偏转装置；21-偏振分束立方体；22-四分之一波片；23-二分之一波片；13-衰减器；30-飞秒激光器；31-快门；32-反射镜；33-二分之一波片；34-柱面透镜；35-样品；36-灯具；37-相机。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。

为便于理解，以下将介绍本申请实施例所涉及的技术术语。

(1)飞秒激光

飞秒,是标衡时间长短的一种计量单位,一飞秒就是10的-15次方秒,也就是1/1000万亿秒。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光,它的持续时间非常短,只有几个飞秒。飞秒激光比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍,是人类目前在实验室条件下所能获得的最短脉冲。

(2)分束器

分束器是可将一束光分成两束光或多束光的光学装置，通常是由金属膜或介质膜构成。

(3)分光比

分光比是指采用分束器进行分光时，分光后的两束激光之间的分光比例。分光比一般是由分束器表面的镀膜特性所决定。

(4)法布里-珀罗谐振腔(Fabry–Pérot cavity，F-P谐振腔)

F-P谐振腔，是光学谐振腔的一种，由两片具有一定反射率的平行平板构成，即平面平行腔。

在平面平行腔中，一条平行于谐振腔轴线的光线，经平行平面反射镜反射后传播方向仍平行于轴线，始终不会逸出腔外。F-P腔是最简单的光学腔，其优点为充分利用工作物质，使光束在整个工作物质内振荡，可用于大功率输出脉冲激光器。

(5)波片

波片，又称之为相位延迟片，可使偏振光两个振动方向相互垂直的偏振分量间产生一个相对的相位延迟，从而改变光的偏振特性。波片是一种用来改变光偏振状态的光元件。波片可以是平行于水晶或方解石等双折射晶体的光轴而切下的一片晶片，也可以用对入射的光具有传播方向性的云母片、玻璃纸或聚乙烯醇等材料制成。波片的原理是：入射的单色偏振光被分成两个偏振分量，并以不同的速度传播；通过波片的厚度，两个偏振分量的相位产生了垄异，从而使得两个偏振分量重新合成后改变了原来的偏振状态。通常，波片按该相位差的大小分为全波片、二分之一波片和四分之一波片等。波片常用来将线偏振光变成圆偏振光或椭圆偏振光，也可用来将圆偏振光变成线偏振光。

(6)二分之一波片

二分之一波片又称半波片。二分之一波片能够在入射光波两偏振分量的相位之间，引入相对位移。二分之一波片常用来产生与入射光的偏振状态成正交的偏振光，以及将右旋的圆偏振光或椭圆偏振光变为左旋圆偏振光或椭圆偏振光，或将左旋的圆偏振光或椭圆偏振光变为右旋圆偏振光或椭圆偏振光。

(7)四分之一波片

四分之一波片又称四分之一推迟板。一定波长的光垂直入射四分之一波片时，出射的寻常光和异常光之间相位差1/4波长。在光路中，四分之一波片常用来将线偏振光变为圆偏振光或椭圆偏振光；或者将圆偏振光或椭圆偏振光变为线偏振光。

(8)偏振光

偏振光是指光矢量的振动方向不变，或具有某种规则地变化的光波。按照其性质,偏振光又可分为平面偏振光(线偏振光)、圆偏振光和椭圆偏振光、部分偏振光几种。如果光波电矢量的振动方向只局限在一确定的平面内，则这种偏振光称为平面偏振光，因为振动的方向在传播过程中为一直线，故又称线偏振光。如果光波电矢量随时间作有规则地改变，即电矢量末端轨迹在垂直于传播方向的平面上呈圆形或椭圆形,则称为圆偏振光或椭圆偏振光。如果光波电矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势，这种偏振光就称为部分偏振光。

一般来说，圆偏振光或椭圆偏振光又分为左旋偏振光和右旋偏振光。具体来说，电矢量绕着传输方向匀速旋转，且电矢量大小保持不变，矢量端点轨迹为圆，就是圆偏振光。迎着光线方向看,凡电矢量顺时针旋转的称右旋偏振光，凡逆时针旋转的称左旋偏振光。

(9)S偏振光和P偏振光

S偏振光和P偏振光是指：当光线以非垂直角度穿透光学元件(如分光镜)的表面时，反射和透射特性均依赖于偏振现象。这种情况下，使用的坐标系是用含有输入和反射光束的那个平面定义的。如果光线的偏振矢量在这个平面内，则称为P偏振；如果偏振矢量垂直于该平面，则称为S偏振。任何一种输入偏振状态都可以表示为S和P分量的矢量和。

(10)快轴

波片中传播速度快的光矢量方向为快轴。

(11)偏振分束立方体

偏振分束立方体的入射面和出射面均镀增透膜，可以将入射的随机偏振光分为两束正交偏振振动的线偏振光。并且，偏振分束立方体能够透射P偏振光和反射S偏振光。

为解决相关技术中基于双折射晶体的脉冲序列产生装置的结构较为复杂且灵活性差的问题，本申请实施例提出了一种激光脉冲序列产生装置。该装置利用了法布里-珀罗腔原理，通过分束器和反射镜来构成一个法布里-珀罗腔，入射的激光在分束器和反射镜所构成的法布里-珀罗腔中不断来回反射，且每次通过分束器反射时都会透射一部分激光出来，从而形成激光脉冲序列。本申请实施例提供的激光脉冲序列产生装置结构简单，且能够产生具有大量激光脉冲的激光脉冲序列，灵活性高。

本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置，包括：分束器和反射镜，且所述分束器和所述反射器设置于同一光路上。

在激光脉冲序列产生装置的工作过程中，激光脉冲垂直入射至分束器上，分束器将入射的激光脉冲分成第一反射光和第一透射光。所述第一反射光则为激光脉冲序列产生装置所产生的脉冲序列内的第一个子脉冲。第一透射光则继续入射至反射镜的表面上。

此外，反射镜将从所述分束器出来的激光(例如上述的第一透射光)反射回分束器。分束器再将所述反射镜反射回来的激光分成第二反射光和第二透射光。该第二反射光继续入射至反射镜的表面上，即从分束器出来的激光包括所述第一透射光和所述第二反射光。所述第二透射光则为激光脉冲序列产生装置所产生的脉冲序列内的子脉冲。此后，反射镜继续反射第二反射光，以使得分束器能够对反射镜所反射回来的第二反射光进行分束。

也就是说，在分束器和反射镜所构成的法布里-珀罗腔内，通过反射镜不断地反射分束器所反射的激光，以及分束器不断地对反射镜所反射的激光进行分束，则能够产生激光脉冲序列，该激光脉冲序列是由分束器不断透射得到的激光构成的。

可选的，在本申请实施例中，入射至激光脉冲序列产生装置的激光脉冲可以为飞秒激光脉冲或其他激光脉冲，本实施例对此并不做具体限定。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置的结构示意图。

如图1所示，激光脉冲序列产生装置10包括前后设置于同一平面上的分束器11和反射镜12。入射激光脉冲1入射至分束器11的一个平面上，由分束器11将入射激光脉冲1分成透射激光2和反射激光3，透射激光继续入射至反射镜12上，而反射激光3则作为激光脉冲序列产生装置10所产生的脉冲序列中的第一个子脉冲。

然后，透射激光2入射到反射镜12的表面上之后，由反射镜12对透射激光2进行反射，得到与透射激光2方向相反的反射激光4。反射激光4入射至分束器11的另一个平面上，并且由分束器11将反射激光4分成透射激光5和反射激光6。其中，透射激光5则作为激光脉冲序列产生装置10所产生的脉冲序列中的第二个子脉冲。

其次，反射激光6入射到反射镜12的表面上之后，由反射镜12对反射激光6进行反射，得到与反射激光6方向相反的反射激光7。反射激光7入射至分束器11上，并且由分束器11将反射激光7分成透射激光8和反射激光9。其中，透射激光8则作为激光脉冲序列产生装置10所产生的脉冲序列中的第三个子脉冲。反射激光9则继续入射至反射镜12的表面上。

如上所述，在分束器11和反射镜12所构成的法布里-珀罗腔内，通过反射镜12不断地反射分束器11所反射的激光，以及分束器11不断地对反射镜12所反射的激光进行分束，则能够由分束器11输出激光脉冲序列，该激光脉冲序列是由分束器11不断透射得到的激光构成的。即，FP腔由相互平行的分束器11和反射镜12组成，激光脉冲的部分能量在FP腔内来回反射，进而形成能量递减的脉冲序列。

在一种可能的实现方式中，分束器11为平板分束片，且分束器11与反射镜12平行设置。可选的，反射镜12的反射角度为0度。即，入射至反射镜12上的激光与反射镜12所反射的激光位于同一直线上。由于分束器11是通过不断地输出由其透射得到的激光来形成激光脉冲序列的，通过将分束器11设置为平板分束片且与反射镜12平行，能够有效地保证分束器11所反射的激光和分束器透射的激光在同一直线上，且分束器透射的激光与反射镜12反射的激光也在同一直线上，从而保证分束器所输出的激光脉冲序列内的各个激光均在同一光路上，有利于后续使用激光脉冲序列进行加工作业。

在一种可能的实现方式中，反射镜12为全反反射镜，用于将入射到全反反射镜上的激光全部反射。也就是说，反射镜12为具有高反射率的反射镜，能够将入射到反射镜12上的激光原封不动地反射回分束器11上，从而保证激光的能量利用效率，避免激光在被反射时损失过多的能量。

在一种可能的实现方式中，分束器11或反射镜12设置于可移动平台上。该可移动平台例如为三维电控平移台，用于调节分束器11和反射镜12之间的距离。可以理解的是，脉冲序列内任意相邻的两个子脉冲之间的光程差相等，为分束器11和反射镜12之间的距离d的两倍。因此，脉冲序列内任意相邻的两个子脉冲之间的延迟时间Δt＝2*d/c，c为真空中的光速。那么，通过可移动平台调节分束器11和反射镜12之间的距离就可以实现调节脉冲序列中各个子脉冲之间的延迟。

示例性地，假设分束器11和反射镜12之间的距离为15mm。当输入一个中心波长为1030nm，脉宽为250fs，脉冲能量为1mJ的飞秒激光时，从分束器11输出一个脉冲序列。脉冲序列内任意相邻的两个子脉冲的延迟时间为100ps，从第一个子脉冲往后，子脉冲能量依次为500μJ、250μJ、125μJ、62.5μJ、31.25μJ、...。

在实际应用中，分束器11和反射镜12之间的距离最小可以达到1微米，最大可以达到1米以上，因此子脉冲延迟的范围可以覆盖飞秒～纳秒，实现脉冲序列在超快激光加工、相干控制化学领域中的广泛应用。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置的另一结构示意图。

如图2所示，激光脉冲序列产生装置10还包括光路偏转装置20，光路偏转装置20设置于分束器11之前。其中，光路偏转装置20用于将入射的激光脉冲透射至分束器11，且反射从分束器11出来的激光，以使得激光在经光路偏转装置20反射后均与入射的激光脉冲呈现预设夹角。可选的，入射的激光脉冲与光路偏转装置20所反射的激光之间的预设夹角例如为44°或90°等角度。在实际应用中，可以根据激光加工的需要来调节入射的激光脉冲与光路偏转装置20所反射的激光之间的预设夹角，本实施例对此并不做具体限定。

具体地，在图2中，入射激光脉冲1先经过光路偏转装置20，由光路偏转装置20透射至分束器11的一个平面上，再由分束器11将入射激光脉冲1分成透射激光2和反射激光3。透射激光3继续入射至反射镜12上，而反射激光3则继续入射至光路偏转装置20上并由光路偏转装置20反射，得到作为第一个子脉冲的反射激光3’。其中，入射激光脉冲1与反射激光3’之间的夹角为90°。

然后，透射激光2入射到反射镜12的表面上之后，由反射镜12对透射激光2进行反射，得到与透射激光2方向相反的反射激光4。反射激光4入射至分束器11的另一个平面上，并且由分束器11将反射激光4分成透射激光5。透射激光5继续入射至光路偏转装置20上并由光路偏转装置20反射，得到作为第二个子脉冲的反射激光5’。其中，入射激光脉冲1与反射激光5’之间的夹角为90°。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置的另一结构示意图。

如图3所示，光路偏转装置20包括偏振分束立方体21和四分之一波片22，四分之一波片22设置于偏振分束立方体21和分束器11之间。其中，偏振分束立方体21用于将激光脉冲1透射至四分之一波片22，四分之一波片用22于将偏振分束立方体透射的激光脉冲1调整为圆偏振光并将从分束器11出来的激光调整为S偏振光。偏振分束立方体还用于反射经四分之一波片调整后的S偏振光。

在图3中，入射的激光脉冲1为P偏振光，由于偏振分束立方体21能够透射P偏振光且反射S偏振光，因此入射的激光脉冲1入射到偏振分束立方体21后，由偏振分束立方体21透射至四分之一波片22上。四分之一波片22的快轴和p偏振方向呈45°角，从而将激光脉冲1调整为左旋偏振光或右旋偏振光(图3中所示为左旋偏振光)。被调整为左旋偏振光的激光脉冲1入射到分束器11之后，被分束器反射产生反射激光3，该反射激光为右旋偏振光。并且，由于反射激光3为右旋偏振光，反射激光3经过四分之一波片22透射后，被调整为S偏振光。因此，被调整为S偏振光的反射激光3入射到偏振分束立方体21后，被偏振分束立方体21反射，从而得到与入射的激光脉冲1呈90°的反射激光3’。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种激光脉冲序列产生装置的另一结构示意图。

如图4所示，在一种可能的实现方式中，光路偏转装置20还包括二分之一波片23，二分之一波片23设置于偏振分束立方体21之前。其中，二分之一波片23用于将激光脉冲调整为P偏振光后透射至偏振分束立方体21。

也就是说，如图4所示，在入射的激光脉冲1不为P偏振光的情况下，可以在偏振分束立方体21前设置二分之一波片23，从而将激光脉冲1在入射至偏振分束立方体21之前被调整为P偏振光，以使得激光脉冲1能够被偏振分束立方体21透射。

为了便于理解，以下将结合图4介绍对本申请实施例所提供的激光脉冲序列产生装置进行调制的过程。具体地，对激光脉冲序列产生装置进行调制的过程包括以下的步骤1-步骤6。

步骤1，将二分之一波片23、偏振分束立方体21、四分之一波片22、分束器11、反射镜12分别安装在光学镜架上。

步骤2，通过飞秒激光器输入飞秒激光脉冲，且使得飞秒激光脉冲依次垂直入射二分之一波片23和偏振分束立方体21，旋转二分之一波片23，使得入射至偏振分束立方体21的飞秒激光被二分之一波片23调整为P偏振光。

步骤3，在偏振分束立方体21后放置四分之一波片22，使得飞秒激光垂直入射四分之一波片22。然后，旋转四分之一波片22，使得四分之一波片22的快轴和P偏振方向呈45°，完成光路偏转装置20的安装。

步骤4，在四分之一波片22后放置分束器11，使得激光垂直入射分束器11。分束器11的反射光经由四分之一波片22被偏振分束立方体21反射，与输入光方向呈90°。

步骤5，将反射镜12固定在电动平移台上，并放置于分束器11后，使得飞秒激光垂直入射反射镜12。反射镜12的反射光经由分束器11分束，且分束器11的透射光经由四分之一波片22被偏振分束立方体21反射，与输入的飞秒激光方向呈90°。调节反射镜12的方向使从偏振分束立方体21反射的光斑共点，即使得偏振分束立方体21所反射的每条激光均在同一直线上，从而完成激光脉冲序列产生装置10的安装。

步骤6，利用电动平移台调节分束器11和反射镜12之间的距离，从而调节脉冲序列内相邻两个子脉冲之间的延迟时间。

在一个可能的示例中，飞秒激光器出射的飞秒激光脉冲中心波长为1030nm，脉宽为300fs，重复频率为5kHz。激光脉冲序列产生装置10中分束器11的分光比为5：5，即分束器反射的激光与透射的激光之间的能量比为5∶5；且分束器11的适用波长范围可以为700～1100nm。激光脉冲序列产生装置10中反射镜12的适用波长范围为750～1100nm，在工作波长范围内反射率大于99％。

请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种利用激光脉冲序列产生装置进行激光加工的示意图。

如图5所示，飞秒激光器30、快门31、衰减器13、偏振分束立方体21、四分之一波片22、分束器11以及反射镜12依次摆放在同一直线上。其中，飞秒激光器30和快门31共同配合以产生飞秒激光脉冲。衰减器13用于调节飞秒激光脉冲的能量，以使得飞秒激光脉冲的能量能够满足样品加工的实际需求。经过衰减器13后的飞秒激光脉冲的偏振方向为水平偏振，经偏振分束立方体21后射入四分之一波片22。四分之一波片22的快轴与水平方向夹角调节为45°，使得水平偏振光变为右旋圆偏振光。FP腔由相互平行的分束器11以及反射镜12组成，激光脉冲的部分能量在FP腔内来回反射，形成能量递减的脉冲序列，脉冲序列的子脉冲时间间隔可通过调节分束器11以及反射镜12之间的距离来实现灵活调节。其中，从分束器11出来的反射光为左旋偏振光，经过四分之一波片22变为S偏振光，并在偏振分束立方体21处反射出来。

偏振分束立方体21所反射的激光经过反射镜32反射后，激光的光路方向发生改变。并且，光路方向改变后的激光经过二分之一波片33调节激光偏振方向，并入射至焦距为50mm的柱面透镜34，最后垂直汇聚到样品35表面。其中，样品35例如为硅片，固定在三维电控平移台上。此外，在侧面用灯具36照射样品35，并架设相机37对加工过程进行实时监测。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光脉冲序列产生装置，其特征在于，包括：分束器和反射镜，且所述分束器和所述反射镜设置于同一光路上；

所述分束器用于将入射的激光脉冲分成第一反射光和第一透射光，所述第一反射光属于所述装置产生的脉冲序列内的子脉冲；

所述反射镜用于将从所述分束器出来的激光反射回分束器，且所述分束器还用于将所述反射镜反射回来的激光分成第二反射光和第二透射光，其中所述从分束器出来的激光包括所述第一透射光和所述第二反射光，所述第二透射光属于所述装置产生的脉冲序列内的子脉冲。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：光路偏转装置，所述光路偏转装置设置于所述分束器之前；

所述光路偏转装置用于将所述激光脉冲透射至所述分束器，且反射所述第一反射光和所述第二透射光，以使得所述第一反射光和所述第二透射光在经所述光路偏转装置反射后均与所述激光脉冲呈现预设夹角。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光路偏转装置包括偏振分束立方体和四分之一波片，所述四分之一波片设置于所述偏振分束立方体和所述分束器之间；

其中，所述偏振分束立方体用于将所述激光脉冲透射至所述四分之一波片，所述四分之一波片用于将所述偏振分束立方体透射的激光脉冲调整为圆偏振光并将所述第一反射光和所述第二透射光调整为S偏振光；

所述偏振分束立方体还用于反射调整为S偏振光后的所述第一反射光和所述第二透射光。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述光路偏转装置还包括二分之一波片，所述二分之一波片设置于所述偏振分束立方体之前；

其中，所述二分之一波片用于将所述激光脉冲调整为p偏振光后透射至所述偏振分束立方体。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的装置，其特征在于，所述分束器为平板分束片，所述平板分束片与所述反射镜平行设置。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于，所述反射镜为全反反射镜，用于将入射到所述全反反射镜上的激光全部反射。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的装置，其特征在于，所述反射镜的反射角度为0度。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的装置，其特征在于，所述分束器或所述反射镜设置于可移动平台上，所述可移动平台用于调节所述分束器和所述反射镜之间的距离。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：衰减器；所述衰减器设置于所述分束器之前，用于降低入射至所述分束器的激光脉冲的能量。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的装置，其特征在于，所述激光脉冲为飞秒激光脉冲。