【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光加工，更具體的說是涉及一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置。
技術介紹
1、激光加工是制造業中的重要一環，發展高效、高精度的新型激光加工技術一直是人們追求的目標。
2、面投影光刻技術是利用光學系統將圖案投影在光刻膠表面進行快速曝光的一種加工技術，引發特定區域發生聚合反應而完成單層加工，再經層層疊加實現三維結構的制備。具有方法簡單、大面積圖案快速加工、圖案調制整形靈活等特點。盡管面投影增材制造技術取得了眾多突破，但受到衍射極限的影響空間分辨率低，難以實現高精度微納結構加工。
3、多焦點并行光刻技術通常是基于雙光子聚合原理，通過精確控制多個激光焦點的三維掃描，可制備出任意復雜的微納結構。具有并行處理能力、提高加工精度以及突破衍射極限等特點，然而存在加工速度慢效率低、加工區域不均勻以及適用材料和加工范圍局限等問題。
4、因此，如何提出一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，提高加工靈活性和加工效率，是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，能夠實現復雜、高精度的微納結構高效性加工。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，包括面投影光路和多焦點并行直寫光路；所述面投影光路采用紫外激光光源，所述多焦點并行直寫光路采用超
4、所述面投影光路和多焦點并行直寫光路均設置有激光功率調控光路和空間濾波與整形光路；所述紫外激光光源和所述超短脈沖激光光源依次經過所述激光功率調控光路和所述空間濾波與整形光路得到tem00模光斑，并獲得擴束平行光；
5、所述面投影光路與所述多焦點并行直寫光路共享一個加工物鏡和成像系統。
6、優選的，所述激光功率調控光路包括依次設置的第一半波片、格蘭棱鏡；
7、所述空間濾波與整形光路包括依次設置的第一凸透鏡、針孔、第二凸透鏡。
8、優選的，所述面投影光路的光傳輸路徑為：
9、所述擴束平行光依次經第二半波片、第一全反鏡、第一空間光調制器、第一四分之一波片、起偏器、第二四分之一波片、第三凸透鏡和第一二色鏡傳輸至所述加工物鏡。
10、優選的，所述多焦點并行直寫光路的光傳輸路徑為：
11、擴束平行光依次經第三半波片、第二全反鏡、第二空間光調制器、第三四分之一波片、第四凸透鏡、第五凸透鏡和第二二色鏡傳輸至所述加工物鏡。
12、優選的，第一空間光調制器到第三凸透鏡的距離為第三凸透鏡的焦距，第三凸透鏡到加工物鏡后焦面的距離為第三凸透鏡的焦距；
13、所述第一二色鏡對于所述面投影光路中采用的紫外激光波段高反，對所述成像系統的照明光以及所述多焦點并行直寫光路中采用的超短脈沖激光波段高透；
14、面投影光路中，第三凸透鏡與加工物鏡的光軸及紫外激光同軸共心。
15、優選的，第四凸透鏡和第五凸透鏡的焦距相同；第二空間光調制器到所述第四凸透鏡的距離等于第四凸透鏡焦距，第四凸透鏡到第五凸透鏡的距離等于二倍的第四凸透鏡焦距，第五凸透鏡到加工物鏡后焦面的距離等于第四凸透鏡焦距；
16、所述第二二色鏡對于所述多焦點并行直寫光路中采用的超短脈沖激光波段高反，對所述成像系統的照明光以及所述面投影光路中采用的紫外激光波段高透；
17、多焦點并行直寫光路中，凸透鏡與加工物鏡的光軸及超短脈沖激光同軸共心。
18、優選的，所述多焦點并行直寫式光路的第二空間光調制器上加載的信息為多焦點陣列相位圖，多焦點陣列的相位在加工物鏡的后焦面上通過第四凸透鏡和第五凸透鏡組成的光4f系統進行入瞳相位編碼。
19、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本專利技術公開提供了一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，具有兩種工作模態光路，包含了一路基于紫外激光的面投影式加工光路，與一路基于超短脈沖激光的多焦點并行直寫加工光路，兩路加工光路通過結構優化共享同一個加工物鏡與成像系統。本專利技術結合了面投影和多焦點并行直寫的雙重優勢，使加工裝置既具有面投影技術的快速加工，以及圖案整形靈活的特點，又具備多焦點雙光子直寫技術精細結構快速加工能力，從而實現復雜、高精度的微納結構高效性加工。
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1.一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，包括面投影光路和多焦點并行直寫光路；所述面投影光路采用紫外激光光源，所述多焦點并行直寫光路采用超短脈沖激光光源；
2.根據權利要求1所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，所述激光功率調控光路包括依次設置的第一半波片、格蘭棱鏡；
3.根據權利要求1所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，所述面投影光路的光傳輸路徑為：
4.根據權利要求1所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，所述多焦點并行直寫光路的光傳輸路徑為：
5.根據權利要求3所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，第一空間光調制器到第三凸透鏡的距離為第三凸透鏡的焦距，第三凸透鏡到加工物鏡后焦面的距離為第三凸透鏡的焦距；
6.根據權利要求4所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，第四凸透鏡和第五凸透鏡的焦距相同；第二空間光調制器
7.根據權利要求4所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，所述多焦點并行直寫式光路的第二空間光調制器上加載的信息為多焦點陣列相位圖，多焦點陣列的相位在加工物鏡的后焦面上通過第四凸透鏡和第五凸透鏡組成的光4f系統進行入瞳相位編碼。
...【技術特征摘要】
1.一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，包括面投影光路和多焦點并行直寫光路；所述面投影光路采用紫外激光光源，所述多焦點并行直寫光路采用超短脈沖激光光源；
2.根據權利要求1所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，所述激光功率調控光路包括依次設置的第一半波片、格蘭棱鏡；
3.根據權利要求1所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，所述面投影光路的光傳輸路徑為：
4.根據權利要求1所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工光路裝置，其特征在于，所述多焦點并行直寫光路的光傳輸路徑為：
5.根據權利要求3所述的一種兼具面投影與多焦點并行直寫的雙模態激光加工...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮曉強，張琛，劉一寧，溫昕羽，王凱歌，白晉濤，
申請(專利權)人：西北大學，
類型：發明
國別省市：
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