激光微加工技術(shù)是準分子激光技術(shù)的一個新的應(yīng)用領(lǐng)域。準分子激光波長處于紫外和深紫外波段,具有單光子能量大、波長短等特點。相比于常見的可見段和紅外段激光,準分子激光在半導(dǎo)體材料、脆性材料和高分子材料等材料的微加工具有獨特的優(yōu)勢。目前國內(nèi)的研究主要集中在探索不同激光參數(shù)對材料微加工的影響,在準分子激光微加工系統(tǒng)方面研究較少。激光微加工技術(shù)首先要求激光能量穩(wěn)定性高、光束質(zhì)量良好,準分子激光器由于采用放電泵浦方式,其輸出激光能量穩(wěn)定性、光束質(zhì)量等均受高壓電容充電電源系統(tǒng)性能的影響。目前國內(nèi)在應(yīng)用于緊湊型準分子激光器的高壓電容充電電源系統(tǒng)方面研究較少。本文創(chuàng)新性地研究出適用于緊湊型準分子激光器的工作在脈沖應(yīng)用下的緊湊型高壓電容充電電源系統(tǒng)和適用于電源在脈沖應(yīng)用下的功率因數(shù)校正（Power Factor Correction,PFC）電路系統(tǒng)。電源實現(xiàn)輸出10 k V～21 k V范圍精確可調(diào)、充電精度±1%、校正后的功率因數(shù)達到98%,顯著提高準分子激光能量穩(wěn)定性和能量轉(zhuǎn)移效率,滿足了微加工的應(yīng)用需求。準分子激光器直接輸出的激光在光斑尺寸、能量均勻性等方面都不適合直接作為微加工光源使用。國內(nèi)基于紫... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

硅通孔

第一章緒論5圖1.2不同能量密度下刻蝕石英玻璃表面[26]Fig1.2Etchingthesurfaceofquartzglassatdifferentenergydensities1.3.3激光打標激光打標是繼激光切割、激光焊接、激光打孔等應(yīng)用之后，在上世紀八十年代涌現(xiàn)出的應(yīng)用技術(shù)。激光打標是集光學(xué)、精密機械、計算機、電子等技術(shù)，激光打標技術(shù)相比較傳統(tǒng)加工技術(shù)具有精度高、無接觸、速度快、無污染、加工圖案清晰等優(yōu)點。2000年文小明[27]等人使用308nm準分子激光對鈦搪瓷進行打標實驗，實驗得出準分子激光的打標閾值和最優(yōu)工藝參數(shù)，分析準分子激光作用機理。準分子激光由于具有波長短、單光子能量高的優(yōu)點，準分子激光打標方式的精度高、熱影響區(qū)小的特點，可以用來對精度和熱影響要求較高的特殊材料的打標，相比較可見光和近紅外波段激光打標具有明顯的優(yōu)勢。隨著激光打標技術(shù)的快速發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于集成電路芯片、電子元件、鏡片的防偽標識等領(lǐng)域，如圖1.3為鏡片防偽標識，相信在未來準分子激光打標技術(shù)將會得到更加廣泛的應(yīng)用。

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文6圖1.3鏡片防偽標志Fig1.3Lenssecuritysigns1.4論文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新點本論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾點：主要圍繞緊湊型高壓電容充電電源系統(tǒng)、準分子激光微加工光路系統(tǒng)、探究準分子激光參數(shù)對微加工效果和過程的影響三項關(guān)鍵技術(shù)展開研究。首先將電源系統(tǒng)分為高功率密度主拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計、緊湊型高頻高壓變壓器、高穩(wěn)定電源驅(qū)動和保護電路系統(tǒng)三部分展開研究。為了解決緊湊型高壓電容充電電源在脈沖應(yīng)用下功率因數(shù)較低的問題，創(chuàng)新性的研究出適用于電源在脈沖應(yīng)用下的PFC電路系統(tǒng)。其次分析準分子激光微加工光路系統(tǒng)的兩個技術(shù)方案：振鏡式和電動位移式微加工光路系統(tǒng)兩種方案的原理和優(yōu)缺點，經(jīng)綜合考慮選擇振鏡式微加工光路系統(tǒng)方案。分析微加工光路系統(tǒng)的兩個設(shè)計方案：聚焦透鏡前和聚焦透鏡后掃描振鏡微加工光路系統(tǒng)，經(jīng)綜合考慮選擇聚焦透鏡后掃描振鏡微加工光路系統(tǒng)。分析微加工光路系統(tǒng)裝置：準分子激光器、聚焦透鏡、掃描振鏡。對準分子激光微加工光路系統(tǒng)技術(shù)：能量衰減技術(shù)、光斑均勻化技術(shù)和微加工光路系統(tǒng)原理進行分析。最后搭建了一套193nm準分子激光微加工實驗平臺，首先對緊湊型高壓電容充電電源系統(tǒng)和PFC電路系統(tǒng)進行性能測試及分析，其次對準分子激光微加工光路系統(tǒng)進行性能測試及分析，最后探究不同激光參數(shù)對樹脂鏡片微加工的形貌的影響，改變準分子激光重復(fù)頻率、脈沖數(shù)量、能量密度等參數(shù)，通過光學(xué)顯微鏡觀察樹脂鏡片微加工的形貌的變化。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3576222