飞秒激光系统图像调焦装置以及方法

• 作者: 寇千慧 刘华 谭明月 陆子凤 张有旋 王雨时
• 来源期刊: 空间控制技术与应用
• 学科: 物理学
• 关键词: 飞秒激光直写系统 调焦技术 光学设计 模拟分析 加工精度
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 短文
• 页码范围: 37-42
• 页数: 6页
• 分类号: O43
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-1579.2020.06.005

摘要

飞秒激光直写技术在复杂三维微结构加工领域具有显著优势,而调焦是否精准直接影响了所加工结构的完整度.提出了在光路中临时置入调焦光源和物的图像调焦技术,通过调节物的位置使其成像面与激光聚焦面一致,从而通过清晰可分辨的成像状态间接反映激光聚焦状态.利用Zemax软件模拟分析了原飞秒激光光路与加入调焦光源和物的调焦光路,二者可实现相同加工物镜后工作距离与良好成像质量,证明了该方法的可行性.通过分析得到该过程的成像误差主要由成像镜头焦深(3.9 μm)引起,我们获得的理想调焦精度可达到1/2焦深以内.设计了单层高度为5 μm的二层圆柱结构,通过多次实验验证了所加工元件高度误差在1.5 μm范围以内,与理论分析一致,满足飞秒激光系统的调焦要求.