1.一種利用微束激光對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工和處理的裝置,其特征在于,該裝置包括:激光匯聚及顯微觀察系統(tǒng)、激光光源、普通光光源、氣泵、氣浮減震平臺(tái)、樣品臺(tái)機(jī)械數(shù)控移動(dòng)系統(tǒng)、CCD攝像頭、激光匯聚模塊機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制器、計(jì)算機(jī),具體結(jié)構(gòu)如下:
激光光源和普通光光源分別通過(guò)接口以同軸光的形式,通過(guò)光纜接入激光匯聚及顯微觀察系統(tǒng),并且激光光源和普通光光源手動(dòng)選擇切換光源;激光匯聚及顯微觀察系統(tǒng)與CCD攝像頭的輸入端連接,CCD攝像頭的輸出端與運(yùn)動(dòng)控制器的輸入端通過(guò)USB線與計(jì)算機(jī)連接,進(jìn)行顯微觀察定位和數(shù)控編程;激光匯聚及顯微觀察系統(tǒng)設(shè)置于激光匯聚模塊機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)上,運(yùn)動(dòng)控制器的輸出端與樣品臺(tái)機(jī)械數(shù)控移動(dòng)系統(tǒng)連接,樣品臺(tái)機(jī)械數(shù)控移動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置于氣浮減震平臺(tái)上,氣浮減震平臺(tái)的進(jìn)氣端與氣泵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微束激光對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工和處理的裝置,其特征在于,該裝置的激光匯聚及顯微觀察系統(tǒng)設(shè)置共軸光路系統(tǒng),共軸光路系統(tǒng)包括一個(gè)激光光纜接口、一個(gè)普通光光纜接口、一個(gè)激光CCD攝像頭、一組激光匯聚鏡頭、普通顯微鏡目鏡、物鏡和一組不同倍率的超長(zhǎng)焦距物鏡,對(duì)激光進(jìn)行匯聚,以便滿(mǎn)足加工和處理精度的要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微束激光對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工和處理的裝置,其特征在于,激光匯聚模塊機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)激光匯聚及顯微觀察系統(tǒng)在x、y、z三維空間內(nèi)任意移動(dòng),用于顯微鏡的聚焦和光斑的移動(dòng);樣品臺(tái)機(jī)械數(shù)控移動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)樣品臺(tái)在x、y、z三維空間內(nèi)任意移動(dòng),其重復(fù)定位精度達(dá)0.1μm,樣品臺(tái)機(jī)械數(shù)控移動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)面內(nèi)樣品的旋轉(zhuǎn)和傾轉(zhuǎn),且實(shí)現(xiàn)數(shù)控和實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè);激光匯聚及顯微觀察系統(tǒng)配備放大倍率可調(diào)的顯微成像系統(tǒng)及同軸光源,用于對(duì)激光光斑定位和樣品的觀察、加工和處理,觀察分辨率達(dá)0.5μm,切割分辨率達(dá)4μm,激光光斑達(dá)4μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微束激光對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工和處理的裝置,其特征在于,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械位移進(jìn)行數(shù)控和實(shí)時(shí)監(jiān)控,重復(fù)定位精度為0.5μm,移動(dòng)速度1mm/min~1000mm/min連續(xù)可調(diào);通過(guò)計(jì)算機(jī)的顯微鏡成像軟件窗口將顯微圖像在計(jì)算機(jī)上成像,方便進(jìn)行實(shí)施觀察、測(cè)量和精確定位;通過(guò)計(jì)算機(jī)的位移控制軟件窗口輸入需要加工的圖形程序,對(duì)電動(dòng)樣品臺(tái)進(jìn)行數(shù)控。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微束激光對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工和處理的裝置,其特征在于,激光匯聚及顯微觀察系統(tǒng)、激光匯聚模塊機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)和樣品臺(tái)機(jī)械數(shù)控移動(dòng)系統(tǒng)安置于氣浮減震平臺(tái)之上,以提高加工和處理的精度和穩(wěn)定性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微束激光對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工和處理的裝置,其特征在于,該裝置的運(yùn)動(dòng)控制器,用于將計(jì)算機(jī)的程序命令存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;該裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,用于對(duì)電動(dòng)樣品臺(tái)的步進(jìn)電機(jī)發(fā)射脈沖電信號(hào)。
7.一種使用權(quán)利要求1-6之一所述裝置對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工的方法,其特征在于,該方法包括如下步驟:
(1)顯微定位步驟,確定加工區(qū)域;
(2)加工圖形編程步驟,編輯加工參數(shù);
(3)選擇激光參數(shù)步驟,選擇滿(mǎn)足加工要求的激光參數(shù);
(4)啟動(dòng)步驟,啟動(dòng)機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)和激光器;
(5)檢測(cè)步驟,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加工進(jìn)程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工的方法,其特征在于,該方法進(jìn)一步包括顯微聚焦步驟,選擇合適倍數(shù)的物鏡進(jìn)行顯微觀察和匯聚激光;該方法進(jìn)一步包括存儲(chǔ)步驟,存儲(chǔ)所編輯的加工圖紙;該方法進(jìn)一步包括導(dǎo)入步驟,導(dǎo)入之前保存的加工圖紙;該方法進(jìn)一步包括激光光斑調(diào)節(jié)步驟,調(diào)節(jié)激光光斑的大小,以滿(mǎn)足加工要求。
9.一種使用權(quán)利要求1-6之一所述裝置對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)處理的方法,其特征在于,該方法進(jìn)行精準(zhǔn)定位微區(qū)激光照射處理,包括如下步驟:
(1)顯微定位步驟,確定處理區(qū)域;
(2)處理區(qū)域圖形編程步驟,編輯需照射處理的時(shí)間、區(qū)域范圍參數(shù);
(3)選擇激光參數(shù)步驟,選擇滿(mǎn)足相應(yīng)材料處理要求的激光參數(shù);
(4)啟動(dòng)步驟,啟動(dòng)機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)和激光器;
(5)檢測(cè)步驟,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)照射處理的結(jié)構(gòu)形貌變化,以及處理進(jìn)程。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)處理的方法,其特征在于,該方法進(jìn)一步包括顯微聚焦步驟,選擇合適倍數(shù)的物鏡進(jìn)行顯微觀察和匯聚激光;該方法進(jìn)一步包括存儲(chǔ)步驟,存儲(chǔ)所編輯的處理區(qū)域圖形圖紙;該方法進(jìn)一步包括導(dǎo)入步驟,導(dǎo)入之前保存的處理區(qū)域圖形圖紙;該方法進(jìn)一步包括激光波長(zhǎng)選擇步驟,根據(jù)需要處理材料的特性和處理要求,選擇相應(yīng)的激光波長(zhǎng)的激光器;該方法進(jìn)一步包括激光光斑調(diào)節(jié)步驟,調(diào)節(jié)激光光斑的大小,以滿(mǎn)足處理要求。