飞秒激光精密减薄石英玻璃凹槽实验

为实现石英玻璃表面凹槽的飞秒激光精密减薄加工，采用线扫描-面减薄的工艺手段，研究脉冲能量对烧蚀线槽形貌的影响，并以此为基础开展不同烧蚀线重叠率δ 的单层凹槽减薄实验，通过激光共聚焦显微镜对凹槽的槽深、侧壁角和底面粗糙度等形貌特征进行观测和分析。研究表明，当40%≤ δ ≤80%时，随着δ 的增大，凹槽深度增大、侧壁角减小；当δ =40%时，凹槽的槽深、槽宽、侧壁角分别为14.56 μm、261.8 μm 和59.1°。凹槽底面粗糙度Ra和Rz 随δ 的增大而减小，当δ 为80%时分别达到最小值0.19 μm 和1.23 μm；平行于扫描速度方向的轮廓算数平均偏差Ra′和微观不平度十点高度Rz′随δ 的增大呈现先减小后增大的趋势，当δ 为80%时，Ra′≈Ra、Rz′≈Rz；轮廓三维均方根偏差Sq随δ 的增大逐渐减小，最小值为0.16 μm。