申请/专利权人：山东大学;山东大学深圳研究院

申请日：2023-12-26

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN117655534B

主分类号：B23K26/352

分类号：B23K26/352

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2024.03.26#实质审查的生效;2024.03.08#公开

摘要：本发明提供了一种飞秒脉冲激光分步点烧蚀抛光方法及应用，飞秒激光以单点烧蚀的方式抛光材料，其加工的所有的烧蚀孔的直径一致，所有的烧蚀孔沿着X方向和Y方向依次排列，且所有相邻烧蚀孔的距离相等；烧蚀孔为分步去除，相邻两个烧蚀孔具有设定的加工时间间隔，当进行第二步抛光时，前一步的烧蚀孔已经完全冷却。同时，在X方向同一水平位置的多个烧蚀孔组成一行烧蚀区域，整个抛光区域包括多行烧蚀区域，每行烧蚀区域的加工方式均保持一致。本发明的抛光方法可以对单晶硅、金刚石、碳化硅、硬质合金等用于超精密加工、表面质量要求高的材料进行抛光加工。

主权项：1.一种飞秒脉冲激光分步点烧蚀抛光方法，其特征在于：对光滑、无织构和无凹坑材料表面进行抛光时，飞秒激光以单点烧蚀的方式抛光材料，加工的所有的烧蚀孔的直径一致，所有的烧蚀孔沿着X方向和Y方向依次排列，且所有相邻烧蚀孔的距离相等；烧蚀孔为分步加工，相邻两个烧蚀孔具有设定的加工时间间隔，当进行第二步抛光时，前一步的烧蚀孔已经完全冷却；飞秒激光沿着X、Y方向成行、成列加工，且加工时，a0＜a1，其中a0为前一步与后一步加工沿X方向或Y方向移动的距离，a1为同一步加工中相邻烧蚀孔之间的距离，a1大于单个烧蚀孔的直径；每行烧蚀孔的加工方法是：步骤1：飞秒激光进行第一步加工，第一步加工形成若干烧蚀孔中，相邻烧蚀孔之间的距离a1大于单个烧蚀孔的直径；步骤2：在完成第一步加工后，重新回到起始位置，且从起始点向前移动a0距离，a0＜a1，然后按照步骤1所述的方式进行第二步飞秒激光单点加工，第二步烧蚀孔与第一步烧蚀孔有重叠部分；步骤3：步骤2完成后，若相邻烧蚀孔之间依然存在空白区域，则在步骤2的起点位置上再向前移动a0距离，然后按照步骤1所述的方式进行第三步飞秒激光单点加工，直至该行所有区域均覆盖烧蚀孔，且所有相邻的烧蚀孔与烧蚀孔之间具有一定的重叠率；X方向为分步加工，在完成X方向第一步加工后，设置Y方向的第二步烧蚀孔与第一步烧蚀孔有空白区域，则需要在X方向烧蚀孔对应的Y方向移动a1的距离，完成该行第一步烧蚀孔的加工，之后在Y方向移动a1的距离继续加工，重复该步骤直至完成Y方向一定距离的加工；然后按照步骤2和步骤3，在X方向第二步烧蚀孔对应的Y方向移动a1的距离，完成该行第二步烧蚀孔的加工，之后在Y方向移动a1的距离继续加工，重复该步骤直至完成Y方向一定距离的加工，每完成X方向一步加工后，先开展该步对应的Y方向的烧蚀孔的加工，再进行X方向后一步的加工，完成所有行的加工；然后，填充Y方向的空白区域，X方向烧蚀孔对应的Y方向移动a0的距离，完成该行第一步烧蚀孔的加工，之后在Y方向移动a1的距离继续加工，重复该步骤直至完成Y方向一定距离的加工；然后与第一行的加工方式一致，完成X、Y方向第二步以及其他步数的加工；若Y方向依然有空白区域，则继续在Y方向第二步烧蚀孔的Y方向移动a0，重复上述步骤，直至完成整个区域的加工；所使用的激光功率为1-15mW，扫描速度≥1000μms，-5μm≦离焦量≦+5μm，X、Y方向相邻烧蚀孔的间距a0≥0.125μm。

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权利要求：

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