基于紫外纳秒脉冲激光的微加工系统设计与实验分析  

System Design of Ultraviolet Nanosecond Pulsed Laser Micromachining System and Experiment Analysis

作　　者：刘春阳[1] 隋新[2] 杨芳[2] 马伟[1] 薛玉君[1] 李济顺[2] 傅星[3] 

机构地区：[1]河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003 [2]河南省机械设计及传动系统重点实验室,河南洛阳471003 [3]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072

出　　处：《应用激光》2014年第2期126-130,共5页Applied Laser

基　　金：国家科技重大专项资助项目(项目编号:2012ZX04004011);河南省教育厅资助项目(项目编号:14B460028);河南科技大学校青年基金资助项目(项目编号:2012QN0025);创新基金资助项目(项目编号:20132CX009)

摘　　要：介绍了紫外纳秒脉冲激光微加工系统的设计,以及利用该系统对不同材料的样品进行加工实验分析。系统采用355nm波长的紫外纳秒脉冲激光作为加工光源,设计了光路机械结构和基于DSP和FPGA的运动控制板,驱动3D运动平台带动样品运动实现加工。上位机软件对加工图像进行解析,并对加工过程进行控制。光路结构的共焦特性,保证了CCD的照明光源和加工光源共焦平面,实现了自动聚焦和在线观测功能。利用该微加工系统,针对单晶硅、光敏玻璃、陶瓷、金属等材料展开了多种加工实验,验证了系统性能的可靠性和实用性,通过对不同材料的加工结果进行了观测和分析,对加工参数和工艺进行了优化,总结了紫外脉冲激光针对不同材料的加工特性。In this paper, a designed ultraviolet nanosecond pulsed laser micro-fabrication system is introduced. The system con-sists of 355nm nanosecond pulsed LASER, computer software, control system, 3D work platform, and optical structure. Thelaser is focused on the surface of sample which is fixed on the top of work platform. Fabrication graphics are resolved by thecomputer software. Then the 3D work platform is driven by the control system based on DSP and FPGA to realize the fabrica-tion. A set of confocal lenses is used for laser processing and observation with CCD on line. Some experiments of fabrication onSilicon, photosensitive glass, ceramic tube are analyzed and discussed. The parameters are optimized and the characteristics aresummarized.

关 键 词：紫外纳秒脉冲激光 微加工 硅 光敏玻璃 

分 类 号：V261.8[航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]