【技術實現步驟摘要】
本申請涉及激光加工，具體涉及一種場發射陰極的加工裝置及加工方法、場發射陰極。
技術介紹
1、場發射陰極是真空微電子學的關鍵組成部分，其性能的好壞直接關系到器件的整體性能。基于場發射陰極制造的場發射真空電子器件具有抗輻射、抗靜電和溫度特性的特點。其中，六硼化鑭(lab6)具有逸出功率低、熔點高、蒸發速率低、化學性能穩定、耐離子轟擊能力強、導熱性能好等優勢，是制造場發射陰極的理想材料，但由于六硼化鑭穩定的物理化學性能，導致采用粒子束刻蝕、電子束曝光、化學刻蝕等常規的方法難以對該材料進行加工，且其硬脆特性也導致采用機械微加工時材料容易脆裂。
2、相關技術中，六硼化鑭場發射陰極通常采用濕法刻蝕和電化學腐蝕方法加工，但這些加工方法得到的六硼化鑭場發射陰極真機表面形貌、高度和底面平整度均勻不理想，工藝周期較長。
技術實現思路
1、本申請的實施例提供了一種場發射陰極的加工裝置及加工方法、場發射陰極，能夠得到形貌一致性較好、均勻性優異的場發射陰極。
2、第一方面，本申請的實施例提供了一種場發射陰極的加工裝置，包括：
3、激光器，用于發射激光；
4、擴束器，設置于激光器的輸出端，用于將激光轉換為擴束激光；
5、空間光調制器，設置于擴束器的輸出端，用于根據預設圖案將擴束激光轉換為調制激光；
6、光學縮放系統，設置于空間光調制器的輸出端，用于將調制激光轉換為縮放激光；
7、聚焦物鏡，設置于光學縮放系統的輸出端，用于將縮放
8、在一些實施例中，場發射陰極的加工裝置還包括1/2玻片和1/4玻片；
9、其中，1/2玻片設置于擴束器的輸出端和空間光調制器的接收端之間；
10、1/4玻片設置于空間光調制器的輸出端和光學縮放系統的接收端之間。
11、在一些實施例中，還包括分光棱鏡和功率接收反饋器；
12、分光棱鏡設置于1/2玻片與空間光調制器的接收端之間；
13、分光棱鏡輸出的第一光束進入空間光調制器，分光棱鏡輸出的第二光束進入功率接收反饋器。
14、在一些實施例中，場發射陰極的加工裝置還包括移動平臺；
15、移動平臺設置于聚焦物鏡的輸出端，用于承載待加工工件，并調節待加工工件與聚焦物鏡之間的相對位置。
16、在一些實施例中，場發射陰極的加工裝置還包括第一反射鏡和第二反射鏡；
17、第一反射鏡設置于擴束器的輸出端和分光棱鏡的接收端之間；
18、第二反射鏡設置于空間光調制器的輸出端和光學縮放系統的接收端之間。
19、在一些實施例中，激光器包括綠光飛秒激光器；激光器的重復頻率≤1mhz，脈寬＜250fs，平均功率≤20w；
20、和/或，光學縮放系統包括第一透鏡和第二透鏡；第一透鏡設置于空間光調制器的輸出端和聚焦物鏡的接收端之間；第二透鏡設置于第一透鏡和聚焦物鏡的接收端之間；其中，第一透鏡的焦距小于第二透鏡的焦距。
21、第二方面，本申請的實施例還提供了一種場發射陰極的加工方法，基于如上所述的場發射陰極的加工裝置，包括：
22、將待加工工件放置于聚焦物鏡的輸出端；
23、控制激光器發射激光，擴束器將激光擴束，形成擴束激光；
24、空間光調制器根據預設圖案將擴束激光轉換為調制激光；
25、光學縮放系統調節調制激光的像素大小，形成縮放激光；
26、聚焦物鏡將縮放激光轉換為聚焦激光，并使聚焦激光對待加工工件表面進行蝕刻，得到場發射陰極。
27、在一些實施例中，在使聚焦激光對待加工工件表面進行蝕刻之后，還包括：
28、調節待加工工件與聚焦物鏡的相對位置，進行再次蝕刻。
29、第三方面，本申請的實施例還提供了一種場發射陰極，采用如上所述的場發射陰極的加工裝置制得，或，如上所述的場發射陰極的加工方法制得。
30、在一些實施例中，場發射陰極的材質為六硼化鑭。
31、本申請實施例的有益效果：
32、在本申請實施例提供的場發射陰極的加工裝置包括激光器、擴束器、空間光調制器、光學縮放系統和聚焦物鏡。其中，激光器能夠發射激光，擴束器設置于激光器的輸出端，空間光調制器設置于擴束器的輸出端，光學縮放系統設置于空間光調制器的輸出端，聚焦物鏡設置于光學縮放系統的輸出端。激光器發射的激光，經過擴束器后形成擴束激光，擴束激光經過空間光調制器后，能夠根據預設圖案形成調制激光，調制激光通過光學縮放系統縮放，得到合適像素大小的縮放激光，然后再通過聚焦物鏡，使聚焦激光作用于待加工工件，完成對待加工工件的激光蝕刻。激光蝕刻的蝕刻精度較高，穩定性好，工藝過程簡單，能夠形成形貌一致性好，均勻性優異的場發射陰極，適于場發射陰極的大規模生產加工。
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1.一種場發射陰極的加工裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，還包括1/2玻片和1/4玻片；
3.根據權利要求2所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，還包括分光棱鏡和功率接收反饋器；
4.根據權利要求1所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，還包括移動平臺；
5.根據權利要求3所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，還包括第一反射鏡和第二反射鏡；
6.根據權利要求1-5任一項所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，所述激光器包括綠光飛秒激光器；所述激光器的重復頻率≤1MHz，脈寬＜250fs，平均功率≤20W；
7.一種場發射陰極的加工方法，基于如權利要求1-6任一項所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，包括：
8.根據權利要求7所述的場發射陰極的加工方法，其特征在于，在所述使所述聚焦激光對所述待加工工件表面進行蝕刻之后，還包括：
9.一種場發射陰極，其特征在于，采用如權利要求1-6任一項所述的場發射陰極的加工裝置制得，或，如權利要求7
10.根據權利要求9所述的場發射陰極，其特征在于，所述場發射陰極的材質為六硼化鑭。
...【技術特征摘要】
1.一種場發射陰極的加工裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，還包括1/2玻片和1/4玻片；
3.根據權利要求2所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，還包括分光棱鏡和功率接收反饋器；
4.根據權利要求1所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，還包括移動平臺；
5.根據權利要求3所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，還包括第一反射鏡和第二反射鏡；
6.根據權利要求1-5任一項所述的場發射陰極的加工裝置，其特征在于，所述激光器包括綠光飛秒激光器；所述激光...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭偉，張志偉，薛田甜，李響，方雷，汪偉，
申請(專利權)人：無錫銳科光纖激光技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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