專利名稱：激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟邊光闌，特別是一種激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法。
背景技術(shù)：
在軟邊光闌的制作方法中，常用的有乳膠感光、鍍變透射率膜和玻璃磨砂等方法。這些方法都有各自的缺陷，比如乳膠感光法，其制作周期長(zhǎng)，精細(xì)制膜困難；鍍變透射率膜法，成本高，在使用中存在閾值問題，光路中光束能量過大則會(huì)對(duì)光闌造成不可逆損傷；玻璃磨砂法也存在精密加工困難，制作周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法，該方法能解決參數(shù)變化、制作精度、周期和成本兼顧的問題。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案一種激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法，該方法包括下列步驟①用計(jì)算機(jī)按照軟邊光闌的設(shè)計(jì)公式r0(θ0)＝1+0.1sin(4θ0)sin(40θ)編程并繪制軟邊光闌圖；②將軟邊光闌圖轉(zhuǎn)化為振鏡控制軟件能夠識(shí)別的矢量圖，輸入到振鏡控制軟件中；③使用光纖激光器，振鏡系統(tǒng)，控制用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)線，載物平臺(tái)等搭建好刻蝕軟邊光闌的系統(tǒng)，并調(diào)節(jié)載物平臺(tái)使之處于振鏡系統(tǒng)的f-θ聚焦透鏡的焦點(diǎn)附近；④在載物平臺(tái)置制作軟邊光闌的樣品材料，再精密調(diào)節(jié)載物平臺(tái)高度，使f-θ聚焦透鏡聚焦在樣品上；⑤打開激光器，計(jì)算機(jī)根據(jù)振鏡控制軟件，按軟邊光闌圖案，控制振鏡系統(tǒng)調(diào)節(jié)激光輸出，在樣品材料上完成軟邊光闌的制作。
所述的的振鏡系統(tǒng)內(nèi)部有兩塊由計(jì)算機(jī)控制的反射鏡分別實(shí)現(xiàn)激光束在X，Y方向的掃描，激光就照射在這兩塊反射鏡上，并通過出光口的f-θ聚焦透鏡聚焦到樣品材料上。
所述的制作軟邊光闌的樣品材料可以是金屬薄板材料，也可以是非金屬薄板材料。
所述的制作軟邊光闌的樣品材料的刻蝕閾值應(yīng)低于激光器的輸出功率，厚度在激光器的最大刻蝕深度范圍內(nèi)，且刻蝕完成后能保持光闌形狀。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明利用了計(jì)算機(jī)編程繪圖的靈活性，能實(shí)現(xiàn)各種不同參數(shù)的軟邊光闌的繪制，又利用光纖激光器輸出的高光束質(zhì)量和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)振鏡系統(tǒng)的精密控制，能實(shí)現(xiàn)軟邊光闌復(fù)雜邊緣的制作，具有方便、快捷、批量生產(chǎn)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種實(shí)驗(yàn)裝置布局示意圖。
圖2為采用本發(fā)明方法制作的軟邊光闌的實(shí)物示意圖。
圖中1-光纖激光器 2-振鏡系統(tǒng) 3-計(jì)算機(jī) 4-載物平臺(tái) 5-用于制作軟邊光闌的材料 6-掃描激光束 7-數(shù)據(jù)線具體實(shí)施方式
先請(qǐng)參閱圖1，圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種實(shí)驗(yàn)裝置布局示意圖。本發(fā)明激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法的具體制作過程如下根據(jù)軟邊光闌的邊緣形狀公式r0(θ0)＝1+0.1sin(4θ0)sin(40θ)(公開文獻(xiàn)上有發(fā)表，如文國軍，錢列加，丘悅等，利用波紋光闌和空間濾波器改善光束近場(chǎng)分布，中國激光，1995，22(6)435-438)，使用軟件matlab編程作出軟邊光闌圖，通過軟件Autocad將軟邊光闌圖轉(zhuǎn)化為振鏡控制軟件能夠識(shí)別的矢量圖，通過如圖1所示的刻蝕系統(tǒng)來制作軟邊光闌。調(diào)節(jié)載物平臺(tái)4與振鏡系統(tǒng)2出光口距離為20cm，該距離與振鏡系統(tǒng)2中的f-θ聚焦透鏡的焦距有關(guān)，光纖激光器1輸出波長(zhǎng)為1.06μm，頻率為2kHz，功率為10W的紅外脈沖激光，計(jì)算機(jī)3與振鏡系統(tǒng)2用數(shù)據(jù)線7連接，振鏡控制軟件按輸入的軟邊光闌圖案，控制振鏡系統(tǒng)2調(diào)節(jié)激光器1的激光束6輸出軌跡，掃描放置在載物平臺(tái)4上的0.6mm厚的鈦膜樣品材料5上完成軟邊光闌的刻蝕。
圖2為利用本發(fā)明方法在鈦薄膜上刻蝕出的平均直徑10mm的軟邊光闌實(shí)物示意圖
權(quán)利要求
1.一種激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法，該方法包括下列步驟①按照軟邊光闌的設(shè)計(jì)公式r0(θ0)＝1+0.1sin(4θ0)sin(40θ)編程輸入計(jì)算機(jī)并繪制軟邊光闌圖；②將軟邊光闌圖轉(zhuǎn)化為振鏡控制軟件能識(shí)別的矢量圖，輸入到振鏡控制軟件中；③將光纖激光器(1)、振鏡系統(tǒng)(2)、計(jì)算機(jī)(3)、數(shù)據(jù)線(7)、載物平臺(tái)(4)等搭建好刻蝕軟邊光闌的系統(tǒng)，并調(diào)節(jié)載物平臺(tái)，使之處于振鏡系統(tǒng)的f-θ聚焦透鏡的焦點(diǎn)附近；④在載物平臺(tái)(4)置制作軟邊光闌的材料(5)，再精密調(diào)節(jié)載物平臺(tái)(4)的高度，使f-θ聚焦透鏡聚焦在材料(5)上；⑤打開激光器(1)，計(jì)算機(jī)(3)根據(jù)振鏡控制軟件，按軟邊光闌圖案，控制振鏡系統(tǒng)(2)調(diào)節(jié)激光(6)輸出，在樣品材料(5)上掃描，完成軟邊光闌的制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法的振鏡系統(tǒng)，其特征是所述的的振鏡系統(tǒng)內(nèi)部有兩塊由計(jì)算機(jī)控制的反射鏡分別實(shí)現(xiàn)激光束在X，Y方向的掃描，激光就照射在這兩塊反射鏡上，并通過出光口的f-θ聚焦透鏡聚焦到樣品材料上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法的振鏡系統(tǒng)，其特征是所述的制作軟邊光闌的樣品材料可以是金屬薄板材料，也可以是非金屬薄板材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法的振鏡系統(tǒng)，其特征是所述的制作軟邊光闌的樣品材料的刻蝕閾值應(yīng)低于激光器的輸出功率，厚度在激光器的最大刻蝕深度范圍內(nèi)，且刻蝕完成后能保持光闌形狀。
全文摘要
一種激光直接刻蝕制作軟邊光闌的方法，主要是通過計(jì)算機(jī)編程、繪圖、轉(zhuǎn)換成矢量圖、輸入振鏡控制軟件，最終通過振鏡系統(tǒng)控制光纖激光器的激光束在載物平臺(tái)上的軟邊光闌材料上掃描，直接刻蝕出軟邊光闌。本發(fā)明利用了計(jì)算機(jī)編程繪圖的靈活性，能實(shí)現(xiàn)各種不同參數(shù)的軟邊光闌的繪制，又利用光纖激光器輸出的高光束質(zhì)量和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)振鏡系統(tǒng)的精密控制，能實(shí)現(xiàn)軟邊光闌復(fù)雜邊緣的制作，具有方便、快捷、批量生產(chǎn)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K26/00GK1569380SQ200410018160
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月9日
發(fā)明者凌磊, 樓祺洪, 漆云鳳, 葉震寰, 董景星 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所