本技術(shù)涉及激光輔助濕法刻蝕，尤其涉及一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置。

背景技術(shù)：

1、金剛石由于其極高的硬度和優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于光學(xué)器件、電子元件和切削工具等領(lǐng)域。然而，金剛石的高硬度也使得其加工難度極大，尤其是在進(jìn)行微孔鉆孔時(shí)，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法面臨著極高的時(shí)間成本和工具磨損問題。

2、近年來(lái)，激光技術(shù)的發(fā)展為金剛石加工提供了新的可能性。特別是皮秒激光，由于其極短的脈寬和高峰值功率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料的精細(xì)加工。皮秒激光加工金剛石的過程中，激光照射區(qū)域的金剛石會(huì)發(fā)生相變，形成石墨。這種相變后的石墨區(qū)域更容易參與化學(xué)反應(yīng)，為進(jìn)一步的濕法刻蝕提供了可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

2、本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的采用如下技術(shù)方案：

3、本實(shí)用新型提供了一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，包括加工平臺(tái)、液體容器、激光掃描系統(tǒng)、超聲波發(fā)生裝置和輔助加熱裝置；

4、所述加工平臺(tái)用于固定金剛石薄片，所述液體容器設(shè)置于所述加工平臺(tái)上；

5、所述激光掃描系統(tǒng)用于對(duì)所述加工平臺(tái)上的金剛石薄片進(jìn)行激光照射，使照射區(qū)域的金剛石薄片相變?yōu)槭?/p>

6、所述液體容器盛裝有腐蝕液，相變后的金剛石薄片浸沒在所述液體容器的腐蝕液中；

7、所述超聲波發(fā)生裝置和輔助加熱裝置分別用于對(duì)所述液體容器的腐蝕液進(jìn)行超聲處理和輔助加熱，以加速石墨的化學(xué)反應(yīng)和去除，從而在金剛石薄片表面形成微孔。

8、進(jìn)一步地，所述激光掃描系統(tǒng)包括激光器和光路掃描系統(tǒng)；

9、所述激光器用于發(fā)出脈沖激光光束，并通過所述光路掃描系統(tǒng)在所述加工平臺(tái)上的金剛石薄片表面掃描激光束，以形成微孔陣列。

10、進(jìn)一步地，所述激光器選用紅外皮秒激光器。

11、進(jìn)一步地，所述紅外飛秒激光器的脈沖寬度小于10皮秒，功率密度大于10^9w/cm2。

12、進(jìn)一步地，所述光路掃描系統(tǒng)包括沿激光光路依次排列的反射鏡、振鏡和場(chǎng)鏡；

13、所述反射鏡、振鏡和場(chǎng)鏡位于所述加工平臺(tái)的上方。

14、進(jìn)一步地，所述輔助加熱裝置為加熱管，所述加熱管的加熱端延伸至所述液體容器內(nèi)。

15、進(jìn)一步地，所述加工平臺(tái)上設(shè)置有用于固定金剛石薄片的支架。

16、進(jìn)一步地，還包括機(jī)器視覺系統(tǒng)；

17、所述機(jī)器視覺系統(tǒng)位于所述激光掃描系統(tǒng)的上方，用于對(duì)加工樣品和光束進(jìn)行定位。

18、進(jìn)一步地，所述液體容器內(nèi)的腐蝕液選用氫氟酸或硝酸溶液。

19、本實(shí)用新型的有益效果如下：

20、高效加工：利用激光和化學(xué)刻蝕相結(jié)合的方法，大幅提高了金剛石鉆孔的效率。

21、精確控制：通過調(diào)整激光和刻蝕參數(shù)，可以精確控制微孔的尺寸和形狀。

22、降低成本：減少了機(jī)械加工的磨損和時(shí)間成本，提高了整體加工效率。

技術(shù)特征：

1.一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，包括加工平臺(tái)、液體容器、激光掃描系統(tǒng)、超聲波發(fā)生裝置和輔助加熱裝置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，所述激光掃描系統(tǒng)包括激光器和光路掃描系統(tǒng)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，所述激光器選用紅外皮秒激光器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，所述紅外皮秒激光器的脈沖寬度小于10皮秒，功率密度大于10^9w/cm2。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，所述光路掃描系統(tǒng)包括沿激光光路依次排列的反射鏡、振鏡和場(chǎng)鏡；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，所述輔助加熱裝置為加熱管，所述加熱管的加熱端延伸至所述液體容器內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，所述加工平臺(tái)上設(shè)置有用于固定金剛石薄片的支架。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，還包括機(jī)器視覺系統(tǒng)；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，其特征在于，所述液體容器內(nèi)的腐蝕液選用氫氟酸或硝酸溶液。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種激光輔助濕法刻蝕加工金剛石微孔裝置，包括加工平臺(tái)、液體容器、激光掃描系統(tǒng)、超聲波發(fā)生裝置和輔助加熱裝置；加工平臺(tái)用于固定金剛石薄片，液體容器設(shè)置于加工平臺(tái)上；液體容器盛裝有腐蝕液，相變后的金剛石薄片浸沒在液體容器的腐蝕液；液體容器盛裝有腐蝕液，相變后的金剛石薄片浸沒在液體容器的腐蝕液中；超聲波發(fā)生裝置和輔助加熱裝置分別用于對(duì)液體容器的腐蝕液進(jìn)行超聲處理和輔助加熱，以加速石墨的化學(xué)反應(yīng)和去除，從而在金剛石薄片表面形成微孔。本技術(shù)顯著提高了金剛石鉆孔的效率，降低了時(shí)間成本。

技術(shù)研發(fā)人員：李夏,蔣立佳,蔣仕彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州銀湖激光科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240710
技術(shù)公布日：2025/5/15