利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2017103054859
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种波导微纳加工系统,其特征在于,包括:光源部,提供激光束;

加工部,设置在所述光源部的光路上,用于将激光束聚焦至基底上进行光刻加工,并对加工过程进行实时监测,具有:可变焦透镜、三维形貌仪、相机、以及测温仪;

多自由度工作台,承载所述基底,并使所述基底朝向所述加工部,根据预设的波导图案带动所述基底在多个自由度方向上进行移动;

光学平台,用于安放所述多自由度工作台,并隔绝外界振动;

吹气部,设置在所述多自由度工作台的一侧,对着加工区域进行吹气;

吸气部,设置在所述多自由度工作台的另一侧,对所述吹气部吹送来的气体进行吸除;

控制部,连接并控制所述光源部、所述加工部、所述多自由度工作台、所述光学平台、所述吹气部、以及所述吸气部的运行,其中,所述三维形貌仪在加工过程中实时监测所述基底上的光刻槽的表面形貌,并将所述表面形貌实时反馈给控制部,所述控制部将接收到的所述表面形貌与存储的理想表面形貌进行对比,实时调节所述光源部的相应参数和所述可变焦透镜的焦距,将表面形貌误差控制在一定范围内。

2.根据权利要求1所述的波导微纳加工系统,其特征在于:其中,所述相应参数至少包含:脉冲频率、激光器功率、以及脉冲占空比。

3.根据权利要求1所述的波导微纳加工系统,其特征在于:其中,所述光源部包括激光器,该激光器为纳秒、皮秒和飞秒激光器中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的波导微纳加工系统,其特征在于:其中,所述相机为CCD工业相机,用于在加工过程中实时监测激光扫描路径上是否有杂质颗粒物,当监测到扫描路径上存在所述杂质颗粒物时,所述控制部实时调整所述多自由度工作台的运动,并实时调节光源部的相关参数和所述可变焦透镜的焦距,从而将激光束聚焦于所述杂质颗粒物处进行定点烧蚀。

5.根据权利要求4所述的波导微纳加工系统,其特征在于:其中,所述相关参数至少包含:激光光斑大小、和激光器功率。

6.根据权利要求1所述的波导微纳加工系统,其特征在于:其中,所述温度仪在加工过程中实时监测所述基底上被光刻加工处的表面温度,并将所述表面温度实时反馈给所述控制部,所述控制部将接收到的所述表面温度与设定的温度阈值做对比,并在所述表面温度高于所述温度阈值的情况下,调节所述光源部的参数,将被光刻加工处的表面温度控制在所述温度阈值以下。

7.根据权利要求1所述的波导微纳加工系统,其特征在于:其中,所述多自由度工作台为六自由度工作台。

8.根据权利要求7所述的波导微纳加工系统,其特征在于:其中,所述六自由度工作台的表面设有真空吸附孔,用于吸附所述基底。

9.一种波导微纳加工方法,采用权利要求1至8中任意一项所述的波导微纳加工系统对基底进行波导维纳加工,其特征在于,包括以下步骤:光刻加工步骤:

光源部提供激光束,并可变焦透镜将激光束聚焦至所述基底上进行光刻加工;

吹吸除尘步骤:

吹气部对着加工区域的一侧进行吹气,同时吸气部从另一侧吸气,从而收集加工过程中产生的微尘;

路径监测步骤:

相机实时监测激光扫描路径上是否有杂质颗粒物,当监测到扫描路径上存在所述杂质颗粒物时,控制部实时调整多自由度工作台的运动,并实时调节所述光源部的相关参数和所述可变焦透镜的焦距,从而将激光束聚焦于所述杂质颗粒物处进行定点烧蚀;

三维形貌监测步骤:

三维形貌仪实时监测所述基底上的光刻槽的表面形貌,并由所述控制部将所述表面形貌与存储的理想表面形貌进行对比,实时调节所述光源部的相应参数和所述可变焦透镜的焦距,将表面形貌误差控制在一定范围内;

加工温度监测步骤:

温度仪实时监测所述基底上被光刻加工处的表面温度,并由所述控制部将所述表面温度与设定的温度阈值做对比,并在所述表面温度高于所述温度阈值的情况下,调节所述光源部的参数,将被光刻加工处的表面温度控制在所述温度阈值以下。