申请/专利权人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心

申请日：2022-11-17

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN115894090B

主分类号：B81C1/00

分类号：B81C1/00;B81C3/00;B23K26/362;B23K26/364;B23K26/00;C04B41/91

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.04.21#实质审查的生效;2023.04.04#公开

摘要：本发明公开了一种在脆硬材料表面制备高增透亚波长结构的方法，包括：制备待加工脆硬材料样品；对硬脆材料样品表面进行辐照改性，对硬脆材料样品表面进行扫描，对目标改性区域进行活化；在无掩模情况下，利用离子刻蚀技术对活化区域进行精准去除，获得亚波长增透结构；超声清洗，洁净空气吹干。本发明使用飞秒激光对硬脆材料表面进行精确辐照，使材料内部的结晶态发生转变，赋予材料表面一定的活性，在无掩模情况下利用离子刻蚀技术对改性区域进行精准去除，在硬脆材料表面获得亚波长增透结构，不但消除了飞秒激光加工过程中碎屑飞溅的影响，同时解决了离子刻蚀手段在面临超高硬度、低化学活性晶体材料时普遍存在的刻蚀效率低下的问题。

主权项：1.一种在脆硬材料表面制备高增透亚波长结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、制备待加工脆硬材料样品；步骤二、利用飞秒激光预处理系统对硬脆材料样品表面进行辐照改性，将硬脆材料样品放到加工平台上，对硬脆材料样品表面进行扫描，改变超硬脆材料样品内部的晶体结构，对目标改性区域进行活化；步骤三、在无掩模情况下，直接利用离子刻蚀技术对活化区域进行精准去除，获得亚波长增透结构；步骤四、加工完成后，将硬脆材料样品取出，依次用丙酮、乙醇、高纯水超声清洗10min，洁净空气吹干；所述硬脆材料样品为YAG透明陶瓷；所述飞秒激光预处理系统包括：飞秒激光光源，其出射光路上设置有光路传输控制组件；实时监控组件，其下方设置有集成加工组件，所述集成加工组件的下方设置有运动控制组件，所述脆硬材料样品放置在运动控制组件上；所述光路传输控制组件包括：衰减片，其设置在所述飞秒激光光源的出射端口外，所述衰减片的下方设置有反射镜，所述反射镜的后方依次设置有第一透镜、第二透镜、空间光调制器，通过空间光调制器对光束进行调整，调控激光能量到很窄的一个范围内，使焦点中心区域的激光能量高于YAG透明陶瓷结构改性能量且低于YAG透明陶瓷的表面损伤阈值，在表面损伤阈值以下对YAG透明陶瓷表面进行内部晶体结构改性，所述空间光调制器的上方设置有衍射光栅，所述衍射光栅的后方设置有高频光闸；所述实时监控组件为CCD；所述的飞秒激光光源为高斯分布，飞秒激光的中心波长为340nm-1064nm，重复频率为1kHz-1MHz，脉冲宽度为35fs-120fs，功率为0.1mw~0.9mW。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种在脆硬材料表面制备高增透亚波长结构的方法

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