[發(fā)明專利]一種基于激光雙波復(fù)合加工調(diào)整微深孔形狀和形貌的系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310594418.5
• 申請(qǐng)日: 2013-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN103692083A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅雪松;趙萬(wàn)芹;王文君;姜歌東;王恪典
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K15/08
• 分類號(hào): B23K15/08
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光微加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光雙波復(fù)合加工調(diào)整微深孔形狀和形貌的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)60年代激光發(fā)明以來(lái)，激光技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，如微/納加工、微電子學(xué)、無(wú)線電通訊、測(cè)量系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)等。其中，激光微加工技術(shù)以其優(yōu)越的性能，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，與傳統(tǒng)的機(jī)械加工、化學(xué)蝕刻或電鍍腐蝕等方法相比，激光微加工是一種非接觸式、精確度高、重復(fù)性好、邊界影響性小及適應(yīng)性廣泛的加工技術(shù)，它提供了多種加工方法，如刻蝕、焊接、打孔、切割、表面熔凝、合金化、非晶化和沖擊硬化等，幾乎可以勝任現(xiàn)代多種多樣的工程材料的加工，如金屬、半導(dǎo)體和超導(dǎo)體等。

對(duì)于激光的微深孔加工，一直以來(lái)，人們更多的關(guān)注微小孔的加工效率，卻忽視了對(duì)微小孔形狀和形貌的研究，事實(shí)上，小孔的形狀和形貌也是評(píng)價(jià)加工性能的重要指標(biāo)。目前，對(duì)于激光微加工小孔的形狀和形貌研究，主要以單個(gè)波長(zhǎng)下的激光參數(shù)，如能量密度，脈沖數(shù)，聚焦原件等，的優(yōu)化為主，然而，這種優(yōu)化在很大程度上受到激光波長(zhǎng)自身特性的限制，具體而言，就是靶材在不同波長(zhǎng)下不同的吸收率，反射率和透射率，決定了靶材被不同激光波長(zhǎng)照射時(shí)不同的能量吸收和傳遞，從而造成了不同的燒蝕機(jī)制，最終獲得了不同的燒蝕小孔的形狀和形貌。對(duì)于單一波長(zhǎng)下的靶材照射，獲得的微深孔的形狀有限，同時(shí)，對(duì)微深孔的形貌的改進(jìn)亦受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于激光雙波復(fù)合加工調(diào)整微深孔形狀和形貌的系統(tǒng)，具有調(diào)整微深孔形狀及改進(jìn)微深孔形貌的優(yōu)點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于激光雙波復(fù)合加工調(diào)整微深孔形狀和形貌的系統(tǒng)，包括激光器1，激光器1發(fā)出兩種不同波長(zhǎng)的激光，一條光路依次通過(guò)第一衰減器2、第一光闌4、二向色鏡6、快門8、透鏡9照射在靶材10上，另一條光路依次通過(guò)第二衰減器3、第二光闌5、反射鏡7、二向色鏡6后與第一條光路匯合，實(shí)現(xiàn)了兩路光的共線，靶材10固定在工作臺(tái)11上，工作臺(tái)11的控制端和計(jì)算機(jī)12連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：整合了兩束不同波長(zhǎng)的激光對(duì)靶材進(jìn)行照射，同時(shí)調(diào)控兩波長(zhǎng)的光斑和能量的大小，兩波長(zhǎng)下輻照脈沖數(shù)的多少，及兩波長(zhǎng)輻照靶材的順序和時(shí)間的差值，最終獲得了完全不同于單波長(zhǎng)激光加工下的微深孔形狀，同時(shí)，對(duì)微深孔的形貌亦有所改進(jìn)，具有調(diào)整微深孔形狀及改進(jìn)微深孔形貌的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參見附圖，一種基于激光雙波復(fù)合加工調(diào)整微深孔形狀和形貌的系統(tǒng)，包括激光器1，激光器1發(fā)出兩種不同波長(zhǎng)的激光，一條光路依次通過(guò)第一衰減器2、第一光闌4、二向色鏡6、快門8、透鏡9照射在靶材10上，另一條光路依次通過(guò)第二衰減器3、第二光闌5、反射鏡7、二向色鏡6后與第一條光路匯合，實(shí)現(xiàn)了兩路光的共線，靶材10固定在工作臺(tái)11上，工作臺(tái)11的控制端和計(jì)算機(jī)12連接。

本發(fā)明的工作原理為：通過(guò)調(diào)整激光器1發(fā)出兩種不同波長(zhǎng)的激光，使兩束光以不同的順序及時(shí)間差對(duì)靶材10進(jìn)行照射，最終獲得了完全不同于單波長(zhǎng)激光加工下的微深孔形狀，同時(shí)，對(duì)微深孔的形貌亦有所改進(jìn)。

通過(guò)調(diào)整第一衰減器2、第二衰減器3能夠控制兩條光路上能量的大小；通過(guò)快門8能夠控制照射在靶材10上的脈沖數(shù)量；通過(guò)第一光闌4、第二光闌5能夠調(diào)整兩條光路的光斑大小；通過(guò)工作臺(tái)11能夠調(diào)控靶材10的被照射位置；通過(guò)計(jì)算機(jī)12能夠調(diào)整工作臺(tái)11的位置。