[發明專利]一種激光打孔方法和裝置

無效

• 申請號: 200910300531.1
• 申請日: 2009-02-24
• 公開（公告）號: CN101811227A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 王曉東
• 申請（專利權）人: 王曉東
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/04;B23K26/00
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• 代理人: 暫無信息

1.一種激光打孔方法，產生包含至少兩個子脈沖的激光復合脈沖，激光復合脈沖經由聚焦透鏡聚焦于工件上的待打孔位置實施打孔，子脈沖寬度約為1皮秒至500納秒，復合脈沖內子脈沖間隔時間約為1納秒至50微秒，復合脈沖間隔時間約為0.1毫秒至100毫秒，復合脈沖間隔時間遠大于復合脈沖內子脈沖間隔時間，復合脈沖內第一子脈沖強度大于被打孔材料的燒蝕域值，在第一子脈沖照射后，被打孔位置及附近材料被加熱超過材料熔點，同一復合脈沖內的后續子脈沖在被打孔位置及附近材料已熔化、并處于熔化狀態時照射被打孔位置。

2.如權利要求1所述激光打孔方法，其特征在于，復合脈沖中后續子脈沖產生的氣化反壓力迫使和/或加速被打孔位置處的熔化材料脫離材料基體，和/或后續子脈沖加速熔化材料的氣化。

3.如權利要求1所述激光打孔方法，其特征在于，所述包含至少兩個子脈沖的復合脈沖由以下方法產生：將由一個激光器發出的脈沖激光束分束，對其中一束或幾束通過延長光路進行延時，再將延時光束與未延時光束合束；或將由延時控制器控制的至少兩個激光器發出的脈沖激光束進行合束。

4.如權利要求1所述激光打孔方法，其特征在于，所述復合脈沖內子脈沖在空間上彼此重合，在時間上彼此分離。

5.如權利要求1所述激光打孔方法，其特征在于，所述脈沖激光打孔方法最適合加工的孔深范圍為0.4毫米至3.0毫米。

6.一種激光打孔裝置，其包括：

一臺產生脈寬約為1皮秒至500納秒的脈沖激光器，脈沖間隔時間約為0.1毫秒至100毫秒；

一個準直望遠鏡，將所述脈沖激光器產生的光束擴束準直；

至少一個分光模塊，其從所述脈沖激光器產生的光束中分裂出若干分支光束；

至少一個延時光路，使所述分支光束經過不同長度的傳輸路徑；

至少一個合束鏡，將所述分支光束合并，組成空間重合的復合光束；

一個聚焦透鏡，將所述復合光束聚焦于工件的待打孔位置處。

7.如權利要求6所述激光打孔裝置，其特征在于，所述分光模塊由一個半波片和一個偏振分束鏡構成，通過調節半波片在垂直于光軸的平面內的旋轉角度，可以連續改變反射光束和透射光束的能量分配。

8.如權利要求6所述激光打孔裝置，其特征在于，所述延時光路由多個平面反射鏡，和/或凹面鏡延時腔，和/或傳能光纖構成。

9.如權利要求6所述激光打孔裝置，其特征在于，所述延時光路使得各分支光束內相對應的激光脈沖相繼延時約1納秒至50微秒。

10.一種激光打孔裝置，其包括：

至少兩臺產生脈寬約為1皮秒至500納秒的脈沖激光器，脈沖間隔時間約為0.1毫秒至100毫秒；

至少一個延時控制器，其分別與所述脈沖激光器相連接，使得每個激光器產生激光脈沖的間隔時間約為1納秒至50微秒；

一個合束光路，將所述脈沖激光器產生的激光束合并為空間重合的復合光束；

一個小孔光闌；

一個準直望遠鏡，將合束后的復合光束擴束準直；

一個聚焦透鏡，將所述復合光束聚焦于工件的待打孔位置處。