一種基于機(jī)械-電光復(fù)合偏轉(zhuǎn)的激光振鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高功率脈沖激光器加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于機(jī)械-電光復(fù)合偏轉(zhuǎn)的激光振鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率脈沖激光用于打標(biāo)、切割、鉆孔等工業(yè)加工時(shí)，激光脈沖通過(guò)振鏡系統(tǒng)在加工工件上進(jìn)行掃描，從而完成不同設(shè)計(jì)類(lèi)型的加工。振鏡的掃描速度決定了可采用激光器的重復(fù)頻率和工件加工的速度。目前已有振鏡系統(tǒng)一般采用機(jī)械偏轉(zhuǎn)的方式，機(jī)械偏轉(zhuǎn)器響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，掃描速度低，限制了工件的激光加工速度，致使加工效率低下。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于機(jī)械-電光復(fù)合偏轉(zhuǎn)的激光振鏡，本實(shí)用新型將機(jī)械偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)角度大和電光偏轉(zhuǎn)器響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，兩者協(xié)同大大提尚了激光振鏡的掃描速度，提尚激光加工效率。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
[0005]—種基于機(jī)械-電光復(fù)合偏轉(zhuǎn)的激光振鏡，包括:機(jī)械偏轉(zhuǎn)器、電光偏轉(zhuǎn)器、2個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、激光器和同步機(jī)，所述激光器、機(jī)械偏轉(zhuǎn)器和電光偏轉(zhuǎn)器按照激光的傳輸路徑依次排列，其中I個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電路與所述機(jī)械偏轉(zhuǎn)器連接，另I個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電路與所述電光偏轉(zhuǎn)器連接，所述激光器和2個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電路分別與同步機(jī)連接。
[0006]進(jìn)一步，所述電光偏轉(zhuǎn)器為數(shù)字編碼電光偏轉(zhuǎn)器、棱鏡電光偏轉(zhuǎn)器、漸變折射率電光偏轉(zhuǎn)器、四電極電光偏轉(zhuǎn)器、疇反轉(zhuǎn)電光偏轉(zhuǎn)器或聲光偏轉(zhuǎn)器。
[0007]進(jìn)一步，所述棱鏡電光偏轉(zhuǎn)器包括電光晶體棱鏡。
[0008]進(jìn)一步，所述漸變折射率電光偏轉(zhuǎn)器包括具有克爾效應(yīng)和空間電荷效應(yīng)的電光晶體。
[0009]進(jìn)一步，所述數(shù)字編碼偏轉(zhuǎn)器包括電光晶體和偏振分光器。
[0010]進(jìn)一步，所述四電極電光偏轉(zhuǎn)器包括電光晶體和4個(gè)電極板。
[0011 ]進(jìn)一步，所述疇反轉(zhuǎn)電光偏轉(zhuǎn)器包括具有疇結(jié)構(gòu)的電光晶體。
[0012]進(jìn)一步，所述機(jī)械偏轉(zhuǎn)器為反射式激光偏轉(zhuǎn)器或位移式激光偏轉(zhuǎn)器。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果如下：
[0014]1、本實(shí)用新型將機(jī)械偏轉(zhuǎn)器與電光偏轉(zhuǎn)器相結(jié)合，充分利用了機(jī)械偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)角度大和電光偏轉(zhuǎn)器響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，兩者相互彌補(bǔ)缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)協(xié)同，機(jī)械偏轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)較大范圍的粗掃描，電光偏轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)小范圍的精細(xì)掃描，明顯提高激光振鏡的加工效率；
[0015]2、本實(shí)用新型利用同步機(jī)控制施加在機(jī)械偏轉(zhuǎn)器和電光偏轉(zhuǎn)器上的電壓和電信號(hào)的時(shí)刻，同時(shí)控制脈沖激光的輸出時(shí)刻，控制脈沖激光經(jīng)過(guò)機(jī)械偏轉(zhuǎn)器和電光偏轉(zhuǎn)器后偏轉(zhuǎn)量；
[0016]3、激光經(jīng)過(guò)兩次偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)量增大，增大了激光的加工范圍，減少了激光振鏡和工件位置的調(diào)整次數(shù)，提高加工效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖I為本實(shí)用新型的激光振鏡整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的數(shù)字編碼電光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的棱鏡電光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型的漸變折射率電光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)示意圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型的四電極電光偏轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型的疇反轉(zhuǎn)電光偏轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中：I一機(jī)械偏轉(zhuǎn)器，2—電光偏轉(zhuǎn)器，21—電光晶體，22—雙折射晶體，23—電光晶體棱鏡，24—電光晶體，25—電光晶體，26—電光晶體，261 —疇結(jié)構(gòu)，262—疇壁，263—自發(fā)極化方向，31—驅(qū)動(dòng)電路，32—驅(qū)動(dòng)電路，33—電極板，34—電極板，35—電場(chǎng)方向，36—電極板，37—電極板，38—電場(chǎng)方向，4一激光器，40—入射激光，41一初折射激光，42—再折射激光，5—同步機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其它類(lèi)同實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0025]實(shí)施例一：
[0026]如圖I所不，一種基于機(jī)械-電光復(fù)合偏轉(zhuǎn)的激光振鏡，包括:機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I、電光偏轉(zhuǎn)器2、驅(qū)動(dòng)電路31、驅(qū)動(dòng)電路32、激光器4和同步機(jī)5，所述激光器4、機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I和電光偏轉(zhuǎn)器2按照激光的傳輸路徑依次排列，驅(qū)動(dòng)電路31與所述機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I連接，驅(qū)動(dòng)電路32與所述電光偏轉(zhuǎn)器2連接，所述激光器4、驅(qū)動(dòng)電路31和驅(qū)動(dòng)電路32分別與同步機(jī)5連接。
[0027]機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I可以實(shí)現(xiàn)激光大角度的偏轉(zhuǎn)，但是響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；電光偏轉(zhuǎn)器2可以實(shí)現(xiàn)激光小角度的偏轉(zhuǎn)，響應(yīng)時(shí)間非常短，可達(dá)納秒量級(jí);本實(shí)用新型將機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I與電光偏轉(zhuǎn)器2相結(jié)合，充分利用了機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I偏轉(zhuǎn)角度大和電光偏轉(zhuǎn)器2響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，兩者相互彌補(bǔ)缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)協(xié)同，第一種使用方法是機(jī)械偏轉(zhuǎn)和電光偏轉(zhuǎn)依次進(jìn)行:首先改變機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，保持電光偏轉(zhuǎn)器2的驅(qū)動(dòng)參數(shù)不變，進(jìn)行較大范圍的粗掃描，然后將機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I的驅(qū)動(dòng)參數(shù)保持不變，改變電光偏轉(zhuǎn)器2的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)小范圍的精細(xì)掃描，當(dāng)需要再折射激光42的偏轉(zhuǎn)量較大，僅通過(guò)電光偏轉(zhuǎn)器2不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，再調(diào)整施加在機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I上的電壓，大角度的調(diào)整再折射激光42的偏轉(zhuǎn)量。第二種使用方法是機(jī)械偏轉(zhuǎn)和電光偏轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行:入射激光40經(jīng)過(guò)機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I和電光偏轉(zhuǎn)器2時(shí)，機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I和電光偏轉(zhuǎn)器2的驅(qū)動(dòng)參數(shù)均改變，實(shí)現(xiàn)全部掃描范圍的掃描。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)高速掃描，明顯提高激光振鏡的加工效率，并提高加工精度。本實(shí)用新型利用同步機(jī)5控制施加在機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I和電光偏轉(zhuǎn)器2上的電壓和電信號(hào)的時(shí)刻，同時(shí)控制脈沖激光的輸出時(shí)刻，控制脈沖激光經(jīng)過(guò)機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I和電光偏轉(zhuǎn)器2后的偏轉(zhuǎn)量。
[0028]電光偏轉(zhuǎn)器2為數(shù)字編碼電光偏轉(zhuǎn)器、棱鏡電光偏轉(zhuǎn)器、漸變折射率電光偏轉(zhuǎn)器、四電極電光偏轉(zhuǎn)器、疇反轉(zhuǎn)電光偏轉(zhuǎn)器或聲光偏轉(zhuǎn)器。機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I為反射式激光偏轉(zhuǎn)器或位移式激光偏轉(zhuǎn)器。
[0029]—種利用上述的基于機(jī)械-電光復(fù)合偏轉(zhuǎn)的激光振鏡進(jìn)行激光偏轉(zhuǎn)的方法，包括以下步驟：
[0030](I)激光器4輸出的入射激光40入射到機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I上，同步機(jī)5控制驅(qū)動(dòng)電路31對(duì)機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I施加電壓的時(shí)刻，入射激光40經(jīng)過(guò)機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I后，得到初偏轉(zhuǎn)激光41，通過(guò)控制施加在機(jī)械偏轉(zhuǎn)器I上的電壓值，可以實(shí)現(xiàn)入射激光40較大角度的偏轉(zhuǎn)；
[0031 ] (2)初偏轉(zhuǎn)激光41入射到電光偏轉(zhuǎn)器2上，同步機(jī)5控制驅(qū)動(dòng)電路32對(duì)電光偏轉(zhuǎn)器2施加電信號(hào)的時(shí)刻，初偏轉(zhuǎn)激光41經(jīng)過(guò)電光偏轉(zhuǎn)器2后，得到再偏轉(zhuǎn)激光42，通過(guò)控制施加在電光偏轉(zhuǎn)器2上的電信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)初偏轉(zhuǎn)激光41平面內(nèi)較小角度的偏轉(zhuǎn)。入射激光40經(jīng)過(guò)兩次偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)量增大，增大了激光的加工范圍，減少了激光振鏡和工件位置的調(diào)整次數(shù)，提高加工效率。
[0032]實(shí)施例二：
[0033]與實(shí)施例一相同的部分不再贅述，不同的是：
[0034]如圖2所不，電光偏轉(zhuǎn)器2為數(shù)字編碼電光偏轉(zhuǎn)器，包括電光晶體21和偏振分光器，偏振分光器選為雙折射晶體22，驅(qū)動(dòng)電路32與電光晶體21連接，初偏轉(zhuǎn)激光41為0光或e光，由于雙折射晶體22具有雙折射性質(zhì)，8卩0光發(fā)生折射，e光直接透過(guò)，ο光和e光具有不同的傳輸路徑，若初偏轉(zhuǎn)激光41經(jīng)過(guò)電光晶體21時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路32對(duì)電光晶體21不施加電信號(hào)，初偏轉(zhuǎn)激光41沿其中一種激光路徑傳輸，若初偏轉(zhuǎn)激光41經(jīng)過(guò)電光晶體21時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路32對(duì)電光晶體21施加電信號(hào)，初偏轉(zhuǎn)激光41則沿另一條激光路徑傳輸。對(duì)電光偏轉(zhuǎn)器2施加和不施加電信號(hào)時(shí)，初偏轉(zhuǎn)激光41具有不同的傳輸路徑，得到不同位置的再偏轉(zhuǎn)激光42，從而達(dá)到光束掃描的目的。本實(shí)施例中僅就I級(jí)電光偏轉(zhuǎn)器2進(jìn)行了說(shuō)明，若需要，還可以將設(shè)置2級(jí)電光偏轉(zhuǎn)器，2級(jí)電光偏轉(zhuǎn)器設(shè)置在I級(jí)電光偏轉(zhuǎn)器的激光出射方向，與I級(jí)電光偏轉(zhuǎn)器平行設(shè)置，使2種路徑的再偏轉(zhuǎn)激光42分別再入射到2級(jí)電光偏轉(zhuǎn)器，將入射激光40的傳輸路徑增加至4種，從而增加激光束掃描的精度。對(duì)于具有η級(jí)的電光偏轉(zhuǎn)器，激光路徑為2n個(gè)。
[0035]實(shí)施例三：
[0036]與實(shí)施例一相同的部分不再贅述，不同的是：
[0037 ] 如圖3所不，電光偏轉(zhuǎn)器2為棱鏡電光偏轉(zhuǎn)器，包括電光晶體棱鏡23，驅(qū)動(dòng)電