一种超高速激光加工用多边形扫描振镜装置

技术领域

本发明涉及超高速激光加工技术领域，具体涉及一种超高速激光加工用多边形扫描振镜装置。

背景技术

激光超高速加工技术具有相干性高、热影响小、加工效率、精度和重复率高、对材料无选择性、加工方式灵活多样、成本低等优点，在半导体材料加工、微光学元件制作和印刷电路板等领域具有重要的应用前景。

针对典型行业研发高精度多边形扫描系统，提高激光束的精确和可重复偏转及定位，搭建适用于激光超高速加工的智能装备系统，实现激光超高速加工。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种超高速激光加工用多边形扫描振镜装置，结构简单紧凑、焦距小、扫描精度高、加工成本较低，并具有像面上照度分布均匀，能量集中度高和相对畸变小等优点。

本发明是通过如下技术方案实现的：

提供一种超高速激光加工用多边形扫描振镜装置，包括控制器，以及分别由控制器控制的超短脉冲激光器、二维振镜组件和f-θ透镜，还包括多边形振镜，以及与控制器连接的多边形振镜转动装置，多边形振镜设有两个上下对称的多面反射基台，且两个多面反射基台之间的反射面夹角为90°。

多边形振镜作用为分离高频脉冲高脉冲，避免多个脉冲在工件上的重叠，超高速激光加工用多边形扫描振镜装置，基于预设的激光加工工艺参数通过多边形扫描振镜装置输出所述加工工艺参数对应的脉冲激光，实现工件的超高速加工。

两个多面反射基台之间的反射面夹角为90°，超短脉冲激光器发出的光束镜经上下两个多面发射基台上的反射面反射后形成平行光路，有利于光路调节，节省光路器件结构布局空间。

进一步的，每个多面反射基台具有不少于三个反射面，各反射面基于多边形振镜中心轴阵列分布。

多边形振镜转动过程中可借助多个反射面进行激光束的反射，各反射面基于多边形振镜的中心轴阵列分布，使得各个反射面之间并保证反射均匀，稳定。

本发明的有益效果：

通过将超短脉冲发出的光束经旋转的多边形振镜及摆动的二维振镜反射，通过f-θ透镜将光束均匀的作用在共建表面，可使得经多边形振镜反射后的光束配合摆动的二维振镜经f-θ透镜射出的光束对于工件的加工可以保持稳定的直线，而不发生弯曲，保证了加工效果，打孔质量差异性小，确保了打孔孔型与尺寸的基本一致性。

装置结构简单紧凑、焦距小、扫描精度高、加工成本较低，并具有像面上照度分布均匀，能量集中度高和相对畸变小等优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中多边形振镜的结构示意图；

图3为图1的立体图。

图中所示：

1、超短脉冲激光器，2、转动装置，3、多边形振镜，4、二维振镜，5、f-θ透镜，6、工件，7、多面反射基台，8、反射面。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示，一种超高速激光加工用多边形扫描振镜装置，包括控制器，以及分别由控制器控制的超短脉冲激光器1、二维振镜组件和f-θ透镜5，还包括多边形振镜3，以及与控制器连接的多边形振镜转动装置2，多边形振镜3设有两个上下对称的多面反射基台7，且两个多面反射基台7之间的反射面8夹角为90°，如图2所示。其中，二维振镜组件包括二维振镜4和驱动二维振镜4摆动的驱动装置，两者皆属于现有技术，此处就不做赘述。

每个多面反射基台7具有不少于三个反射面8，各反射面8基于多边形振镜3中心轴阵列分布。如图2所示，本实施例中，多面反射基台7上具有八个反射面8，八个反射面8大小相同并基于多边形振镜3的中心轴阵列分布。

本发明工作时：由控制器通过预先设置激光分频系数、激光Q信号脉宽、行重复次数、Z 轴行间距离、加工行数、主轴转速等主要系统加工参数控制超短脉冲激光器1发射激光束，多边形振镜3通过转动装置2驱动绕其中心轴转动,分离高频脉冲高脉冲，光束经上下两个多面发射基台7上的反射面8发射后，进入二维振镜4，并通过f-θ透镜5调整后射向工件6表面，通过控制器控制二维振镜4偏转角度的变化实现对扫描光束的控制，将光束由点成线进而可实现对工件6表面均匀的直线形开槽、打孔、切割等加工。本发明在加工时，基于预设的激光加工工艺参数通过多边形扫描振镜装置输出加工工艺参数对应的脉冲激光，实现工件的超高速加工。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。