[發明專利]一種透射式掃描振鏡

無效

• 申請號: 201210388795.9
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102922130A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 張立國
• 申請（專利權）人: 張立國
• 主分類號: B23K26/04
• 分類號: B23K26/04
• 代理公司: 廣州天河互易知識產權代理事務所(普通合伙) 44294
• 代理人: 尹箐

技術領域

本發明屬于激光加工領域，特別是激光銑削、切割和鉆孔等領域。

背景技術

轉鏡式掃描系統，其工作原理是將從諧振腔中導出的激光通過擴束，經過空間成90°安裝的兩個步進電機驅動的反射鏡的反射，由F-theta場鏡聚焦后輸出作用于處理對象上，反射鏡的轉動使工作平面上的激光作用點分別在X、Y軸上移動，兩個鏡面協同動作使激光可以在工作平面上完成直線和各種曲線的移動。

振鏡掃描加工技術??同轉鏡式掃描系統相同，這種典型的控制系統采用了一對折返鏡。不同的是，驅動這套鏡片的步進電機被伺服電機所取代，在這套控制系統中，位置傳感器的使用和負反饋回路的設計思路進一步保證了系統的精度，整個系統的掃描速度和重復定位精度達到一個新的水平。振鏡掃描式打標頭主要由XY掃描鏡、場鏡、振鏡及計算機控制的打標軟件等構成。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡（掃描鏡）上，用計算機控制反射鏡的反射角度，這兩個反射鏡可分別沿X、Y軸掃描，從而達到激光束的偏轉，使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上按所需的要求運動，從而在材料表面上留下永久的標記。

縱觀以上技術，都是基于反射鏡被安裝于電機主軸上，激光在反射鏡上入射角度變化，激光反射光束反射角隨之變化，從而達到控制激光光束空間傳輸的目的。這種技術，在進行非常精細的激光光束空間方位控制時候，具有局限性，受到振鏡電機精度和振鏡控制板卡精度的限制。

發明內容

本發明提供一種透射式掃描振鏡，具體方案如下：

一種透射式掃描振鏡，其特征在于：包括平板光學元件以及掃描振鏡；

所述平板光學元件設置在所述掃描振鏡上；

入射光束通過所述平板光學元件，經所述平板光學元件的表面法線與激光光軸的夾角來調整入射光束與出射光束的位移偏移量，控制光束的空間傳輸方位。

????優選的，所述平板光學元件的數量為兩個或者兩個以上，將其串聯正交設置，或者是選用一個平板光學元件單獨使用。

????優選的，所述平板光學元件設置在所述掃描振鏡的電機主軸上。

????優選的，所述平板光學元件的表面法線與光束光軸之間形成的角度α的范圍為負15度至正15度。

????優選的，所述平板光學元件的表面經過研磨拋光，并鍍有增透膜，且可選鍍相應寬入射角度增透膜。

????優選的，所述平板光學元件為平板石英玻璃或者平板藍寶石。

本發明的目的在于把單個或者多個平板光學元件串聯起來，通過改變平板光學元件表面法線與光束光軸的夾角來調整入射光束與出射光束的位移偏移量，達到控制光束空間傳輸方位的目的。

這種激光掃描方式適合于高精度精細激光加工，但其掃描幅面非常有限，后面可配置反射式振鏡或者平臺運動系統，實現大范圍加工。

本發明透射式掃描振鏡的工作原理如下：入射激光進入平板光學元件，經光學折射，激光傳輸方向改變為折射光束，繼而轉變為出射光束，平板光學元件可繞垂直于紙面的掃描振鏡的旋轉主軸進行角度旋轉，因此，折射光束和出射光束傳輸方向均有改變。理論上出射光束與入射光束平行，且偏移位移量與平板光學元件繞掃描振鏡的旋轉主軸進行角度旋轉的度數以及平板光學元件的厚度和光學折射率有關。

應用本發明的技術方案，與現有振鏡技術相比，具有以下的優點和積極效果：

（1）本發明提出采用平板光學元件對光束進行傳輸控制，入射光束與出射光束理論上是平行光，這與傳統的采用反射式光學元件構成的振鏡是不同的。

（2）本發明提出采用平板光學元件對激光光束進行傳輸控制，平板光學元件表面法線與光束光軸夾角的單位角度變化導致的入射光束與出射光束的平行位移偏移量非常小，非常適合于高精度激光傳輸控制；

（3）本發明提出將單個或者多個平板光學元件進行串聯，平板光學元件固定于電機主軸上，可以很輕松的實現激光高精度復雜軌跡運動控制。

附圖說明

圖1?為實施例1入射光通過平板光學元件的原理圖；

圖2為實施例1不銹鋼薄板激光鉆孔的裝置結構示意圖；

圖3?為實施例2陶瓷激光鉆孔的裝置結構示意圖；

圖4?為實施例3超精細打標的裝置結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。

實施例1：