本发明专利技术提出了一种激光加工装置、激光加工方法，属于激光加工领域。该激光加工装置包括：激光整形模块，用于获取第一脉冲激光，并根据预设的相位图对所述第一脉冲激光进行偏振调制，以使所述第一脉冲激光经过所述相位图的灰色区域的部分和经过所述相位图的白色区域的部分的线偏振方向相互垂直，得到第二脉冲激光；偏振过滤模块，用于对所述第二脉冲激光进行偏振过滤，得到光斑为规定图案的第三脉冲激光，以通过所述第三脉冲激光对待加工表面进行加工处理，激光加工装置通过直接在加工表面上产生规定图案，不需要掩膜，提高了加工效率。提高了加工效率。提高了加工效率。
【技术实现步骤摘要】
激光加工装置、激光加工方法
[0001]本专利技术涉及激光加工领域，特别涉及一种激光加工装置、激光加工方法。
技术介绍
[0002]微纳加工，特别是纳米尺度上的加工是推动现代科技进步的重要动力之一，其中，具有单元周期和特征尺寸性质的微纳米尺度超材料的加工方法广受关注。但具有特殊功能的表面微纳结构材料普遍存在加工效率低、加工成本高的问题。
[0003]电子束光刻法可实现表面微结构的无掩模直写，具有极高的设计自由度和加工精度，但加工效率低、导致该方法难以投入大规模的生产应用中。紫外、极紫外光刻法和纳米压印在一定程度上可以实现较大面积微纳结构制备，但其加工精度极大依赖于设备和掩模板，并且存在对准拼接和设备成本高等问题而未能实现大规模应用。
技术实现思路
[0004]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]根据以上问题，本申请实施例提出了一种激光加工装置、激光加工方法，不需要使用掩膜，且加工效率较高。
[0006]根据本申请的第一方面提出了一种激光加工装置，所述装置包括：激光整形模块，用于获取第一脉冲激光，并根据预设的相位图对所述第一脉冲激光进行偏振调制，以使所述第一脉冲激光经过所述相位图的灰色区域的部分和经过所述相位图的白色区域的部分的线偏振方向相互垂直，得到第二脉冲激光；偏振过滤模块，用于对所述第二脉冲激光进行偏振过滤，得到光斑为规定图案的第三脉冲激光，以通过所述第三脉冲激光对待加工表面进行加工处理。
[0007]根据本申请第一方面的激光加工装置，通过使用光斑为规定图案的第三脉冲激光加工待加工在待加工表面上产生规定图案，不需要掩膜，且加工效率高。
[0008]在一些实施例中，所述激光加工装置还包括：激光输入模块，所述激光输入模块用于产生所述第一脉冲激光，并将所述第一脉冲激光输出至所述激光整形模块；其中，所述第一脉冲激光为皮秒脉冲激光或飞秒脉冲激光，所述第一脉冲激光产生的光斑的能量分布满足高斯分布或平顶分布。
[0009]在一些实施例中，所述激光输入模块，包括，激光光源组件，所述激光光源组件用于产生原始脉冲激光，激光输出组件，所述激光输出组件用于准直并输出所述第一脉冲激光；所述激光输入模块，还包括下列至少一项：能量调节组件，所述能量调节组件用于调节所述原始脉冲激光的能量；激光扩束组件，所述激光扩束组件用于对所述原始脉冲激光进行扩束。
[0010]在一些实施例中，所述激光整形模块，包括，偏振调节组件和空间光调制器：所述偏振调节组件用于将所述第一脉冲激光调制为具有规定偏振方向的线偏振光，并将调制后
的线偏振光输出至所述空间光调制器；所述空间光调制器用于根据所述相位图对所述线偏振光进行逐像素的偏振调制，以使所述线偏振光经过所述相位图的灰色区域的部分和经过所述相位图的白色区域的部分的线偏振方向相互垂直。
[0011]在一些实施例中，所述相位图为边缘灰度渐变的相位图，所述边缘灰度渐变对应的渐变曲线满足规定的函数。
[0012]在一些实施例中，所述偏振过滤模块包括，四分之一波片和偏振片，用于依据所述第二脉冲激光的偏振角度调制所述四分之一波片和所述偏振片，对所述第二脉冲激光进行偏振过滤，得到光斑为规定图案的所述第三脉冲激光。
[0013]在一些实施例中，偏振过滤模块，包括偏振选择组件，所述偏振选择组件根据所述待加工表面的加工处理要求调制所述第三脉冲激光的偏振，将所述第三脉冲激光调制为线偏振光或圆偏振光。
[0014]在一些实施例中，所述激光加工装置还包括加工模块，用于使用所述第三脉冲激光加工所述待加工表面，所述加工模块包括位移组件和聚焦组件；所述聚焦组件，用于根据所述加工处理要求将所述第三脉冲激光缩束并聚焦至所述待加工表面。
[0015]在一些实施例中，所述位移模块用于使所述第三脉冲激光在所述待加工表面上产生的加工光斑与所述待加工表面按照预定的移动方式移动。
[0016]根据本申请的第二方面，提出了一种激光加工方法，包括：将具有规定偏振方向的线偏振的第一脉冲激光射入空间光调制器；在所述空间光调制器上加载规定的相位图；根据所述相位图，在所述空间光调制器中对所述第一脉冲激光的偏振方向进行逐像素调控，使所述第一脉冲激光经过所述相位图灰色区域的部分的线偏振方向与经过所述相位图白色区域的部分的线偏振方向相互垂直，获得第二脉冲激光；对所述第二脉冲激光进行偏振过滤，将所述第二脉冲激光整形为光斑是规定图案的第三脉冲激光；将所述第三脉冲激光聚焦至待加工表面，并使所述第三脉冲激光在所述待加工表面上产生的光斑与所述待加工表面按照规定方式发生相对移动，以加工所述待加工表面。
[0017]根据本申请的第二方面，提出了一种激光加工方法，包括：将具有规定偏振方向的线偏振的第一脉冲激光射入空间光调制器；在空间光调制器上加载规定的相位图；根据相位图，在空间光调制器中对第一脉冲激光的偏振方向进行逐像素调控，使第一脉冲激光经过相位图灰色区域的部分的线偏振方向与经过相位图白色区域的部分的线偏振方向相互垂直，获得第二脉冲激光；根据相位图，对第二脉冲激光进行偏振过滤，将第二脉冲激光整形为光斑是规定图案的第三脉冲激光；将第三脉冲激光聚焦至待加工表面，并使第三脉冲激光在待加工表面上产生的光斑与待加工表面按照规定方式发生相对移动，以加工待加工表面。
[0018]可以理解的是，上述第二方面与相关技术相比存在的有益效果与上述第一方面与相关技术相比存在的有益效果相同，可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
[0019]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0020]图1是本申请实施例的激光加工装置的一种实施方式的示意图。
[0021]图2是本申请实施例的激光加工装置的另一种实施方式的示意图。
[0022]图3是本申请实施例的激光加工方法的流程图。
[0023]图4是本申请实施例的激光加工装置的一种实施方式的光路示意图。
[0024]图5是图4的激光加工装置的4f缩束系统的示意图。
[0025]图6是结合图4的实施例1中光路中激光脉冲的偏振变化示意图。
[0026]图7是图6的实施例的B处的放大图。
[0027]图8是图6的实施例的C处的放大图。
[0028]图9是图6的实施例的D处的放大图
[0029]图10是图6的实施例的E处的放大图
[0030]图11是实施例1中激光烧蚀五角星的正模结果示意图。
[0031]图12是实施例1中激光烧蚀五角星的反模结果示意图。
[0032]图13是实施例1中激光烧蚀五角星的正模相位图示意图。
[0033]图14是实施例1中激光烧蚀五角星的反模相位图示意图。
[0034]图15是实施例2的单次本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.激光加工装置，其特征在于，所述装置包括：激光整形模块，用于获取第一脉冲激光，并根据预设的相位图对所述第一脉冲激光进行偏振调制，以使所述第一脉冲激光经过所述相位图的灰色区域的部分和经过所述相位图的白色区域的部分的线偏振方向相互垂直，得到第二脉冲激光；偏振过滤模块，用于对所述第二脉冲激光进行偏振过滤，得到光斑为规定图案的第三脉冲激光，以通过所述第三脉冲激光对待加工表面进行加工处理。2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置还包括：激光输入模块，所述激光输入模块用于产生所述第一脉冲激光，并将所述第一脉冲激光输出至所述激光整形模块；其中，所述第一脉冲激光为皮秒脉冲激光或飞秒脉冲激光，所述第一脉冲激光产生的光斑的能量分布满足高斯分布或平顶分布。3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光输入模块包括，激光光源组件，所述激光光源组件用于产生原始脉冲激光，激光输出组件，所述激光输出组件用于准直并输出所述第一脉冲激光；所述激光输入模块还包括下列至少一项：能量调节组件，所述能量调节组件用于调节所述原始脉冲激光的能量；激光扩束组件，所述激光扩束组件用于对所述原始脉冲激光进行扩束。4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光整形模块包括：偏振调节组件和空间光调制器：所述偏振调节组件用于将所述第一脉冲激光调制为具有规定偏振方向的线偏振光，并将所述线偏振光输出至所述空间光调制器；所述空间光调制器用于根据所述相位图对所述线偏振光进行逐像素的偏振调制，以使所述线偏振光经过所述相位图的灰色区域的部分和经过所述相位图的白色区域的部分的线偏振方向相互垂直。5.根据权利要求1至4任一项所述的激光加工装置，其特征在于，所述相位图为边缘灰度渐变的相位图，所述边...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐少林，黄凌羽，徐康，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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