[發(fā)明專利]一種多波長激光器光路自動換鏡系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210001272.4
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102539322A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮愛新;王俊偉;顧永玉;曹宇鵬;施芬;李彬;韓振春
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;B23K26/00;B23K26/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，具體涉及一種多波長激光器光路自動換鏡系統(tǒng)。

技術(shù)背景

激光劃痕法是檢測涂層界面結(jié)合強(qiáng)度的一種重要方法，常規(guī)的激光劃痕法檢測界面結(jié)合強(qiáng)度時常用單一波長的激光器，如中國發(fā)明專利號ZL02138511.4和?ZL02138512.2公開了檢測界面結(jié)合強(qiáng)度的準(zhǔn)靜態(tài)和遠(yuǎn)紫外激光劃痕測量方法及裝置，單一波長的激光器僅適用于對該波長吸收率較高的薄膜系統(tǒng)，難以廣泛用于各種不同薄膜系統(tǒng)的加載；而現(xiàn)有的多窗口多波長激光器的光路自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)占用空間太大，使用起來不太方便，其定位系統(tǒng)也不太可靠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種多波長激光器光路自動換鏡系統(tǒng)；具體地講，涉及一種具有三窗口輸出波長激光器的外光路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)針對不同的薄膜系統(tǒng)的劃痕激光的波長及其光路系統(tǒng)的自動切換與選擇，以得到不同波長激光在試件表面形成的沖擊劃痕效果，從而適用于各種硬質(zhì)工具膜、裝飾功能膜、復(fù)合材料以及其它類型薄膜的界面工程結(jié)合強(qiáng)度檢測中的激光的劃痕。

一種多波長激光器光路自動換鏡系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由計算機(jī)、激光器、自動換鏡系統(tǒng)、導(dǎo)光系統(tǒng)、工作臺和運(yùn)動控制卡組成。

所述激光器是一種能輸出3種不同波長激光的激光器，每一種波長對應(yīng)一個輸出窗口。

本實(shí)施例中是一種電光調(diào)Q脈沖Nd：YAG固體激光器，三個窗口分別對應(yīng)1064nm、532nm、355nm或266nm波長的輸出，使激光從每一個波長相對應(yīng)的窗口輸出到自動換鏡系統(tǒng)。

所述自動換鏡系統(tǒng)是由三個對應(yīng)激光器3種不同波長激光的激光光學(xué)鏡片支架、齒輪、齒條、齒輪軸、箱體、導(dǎo)軌移動平臺、步進(jìn)電機(jī)、主動皮帶輪、從動皮帶輪和皮帶組成；自動換鏡系統(tǒng)位于激光發(fā)生器前端，箱體頂部設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌移動平臺能沿導(dǎo)軌在與激光器發(fā)出的激光垂直的方向上來回移動，導(dǎo)軌移動平臺的底部齒條與齒輪嚙合，三個對應(yīng)激光器3種不同波長激光的激光光學(xué)鏡片支架安裝在導(dǎo)軌移動平臺上，相鄰激光光學(xué)鏡片支架之間的距離相等且等于相鄰輸出窗口間的距離，齒輪旋轉(zhuǎn)一周的周長等于激光器相鄰輸出窗口間的距離，齒輪與從動皮帶輪同齒輪軸，齒輪固定在齒輪軸上，從動皮帶輪安裝在齒輪軸上并能沿齒輪軸旋轉(zhuǎn)，齒輪軸的兩端安裝在箱體上，主動皮帶輪安裝在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上，皮帶張緊在主動皮帶輪和從動皮帶輪上，整個自動換鏡系統(tǒng)安裝在箱體里面。

所述三個對應(yīng)激光器3種不同波長激光的激光光學(xué)鏡片支架分別由3個對應(yīng)激光器3種不同波長激光的全反鏡和3個全反鏡支架組成，所述全反鏡支架能夠伸縮，調(diào)節(jié)全反鏡支架的高度可使全反鏡和激光輸出窗口位于同一水平面上。

所述導(dǎo)光系統(tǒng)由第一全反鏡、第二全反鏡和匯聚透鏡組成，激光依次通過第一全反鏡和第二全反鏡反射到匯聚透鏡，通過匯聚透鏡的激光直接作用在工作臺上面的工件上。

計算機(jī)控制激光器發(fā)出不同波長的激光，通過控制運(yùn)動控制卡控制激光光學(xué)鏡片支架的全反鏡支架折疊，控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動。

激光器3種不同波長激光分別為1064nm波長激光，532nm波長激光和355nm或266nm波長激光，由這3種不同波長激光分別對應(yīng)自動換鏡系統(tǒng)中的3種不同波長的全反鏡。

激光器從不同的輸出窗口發(fā)射出不同波長的激光，自動換鏡裝置通過步進(jìn)電機(jī)帶動主動皮帶輪的轉(zhuǎn)動，通過皮帶將運(yùn)動傳遞給從動皮帶輪，從動皮帶輪帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪齒條的嚙合使齒輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)軌移動平臺的直線運(yùn)動，來帶動導(dǎo)軌移動平臺移動使得位于導(dǎo)軌移動平臺上的激光光學(xué)鏡片支架移動到與其波長相對應(yīng)的輸出窗口來改變激光的輸出方向，此時其他波長激光光學(xué)鏡片支架通過運(yùn)動卡的控制可以自動折疊起來，調(diào)節(jié)鏡片支架的高度使得鏡片和激光發(fā)射口位于同一水平面上，從而完成該換鏡系統(tǒng)的精確定位。

導(dǎo)光系統(tǒng)將自動換鏡系統(tǒng)中反射的波長進(jìn)行反射和匯聚，最終反射到加工工件上，來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作。

實(shí)施本發(fā)明的有益效果：對于多波長的脈沖激光沖擊加載系統(tǒng)中，?其自動換鏡系統(tǒng)大大簡化了人工操作過程，且該自動換鏡系統(tǒng)采用齒輪齒條傳動，而齒輪齒條傳動穩(wěn)定性高，因此可靠性高，定位準(zhǔn)。同時采用直線型的導(dǎo)軌移動平臺，避免了原有的旋轉(zhuǎn)式移動系統(tǒng)，使操作起來更方便。?

附圖說明

圖1：是本發(fā)明裝置整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：自動換鏡裝置結(jié)構(gòu)示意圖；