[實用新型]一種聲光偏轉激光標記裝置

有效

• 申請號: 201420181196.4
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN203832007U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 張愛萍;陳橋立;王曙文
• 申請（專利權）人: 武漢嘉銘激光有限公司
• 主分類號: B41J2/435
• 分類號: B41J2/435
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 蘇胤杰

技術領域

本實用新型及激光調制技術領域，具體的說是一種聲光偏轉激光標記裝置。

背景技術

激光標記機通常由激光器及冷卻系統，光束偏轉傳輸系統，聚焦鏡，計算機、專用軟件及控制系統構成。如圖1所示。

激光標記機的工作原理：傳統的激光標記機均是通過調整反射鏡的角度或是通過掃描儀方式等機械式光束偏轉傳輸激光，經聚焦鏡聚焦到工件上，來實現激光刻蝕出所需的各種文字、圖形等激光標記。如圖2所示。

由于機械本身結構的局限，要使光束發生偏轉，機械運動由于慣性而較難改變方向，所以機械運動改變方向的需要一個減速-停止-加速-減速-停止的過程。機械式光束偏轉傳輸若要實現快速改變方向，只有提高加速度；有限且機械要承受極大的沖擊力，這會極大縮短機械的使用壽命。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種利用聲光偏轉激光標記的技術，偏轉更精確、標記更快速。

為實現上述技術目的，本實用新型提供的方案是：一種聲光偏轉激光標記裝置，包括激光器、冷卻系統、光束偏轉傳輸組件、聚焦鏡、控制系統，所述光束偏轉傳輸組件位于激光器和聚焦鏡之間，冷卻系統為激光器和光束偏轉傳輸組件降溫，激光器、冷卻系統、光束偏轉傳輸組件均由控制系統控制，光束偏轉傳輸組件包括兩只正交設置的聲光偏轉器。

而且，所述聲光偏轉器包括聲光介質、吸聲材料、電聲轉換器、散熱器，聲電轉換器與聲光介質連接，聲光介質的非導光面上依次鋪設吸聲材料和散熱器。

本實用新型還提供一種聲光偏轉激光標記方法，包括如下步驟。

步驟一，通過激光器產生激光。

步驟二，將激光通過聲光偏轉器進行多級光束偏轉。

步驟三，通過調整每級聲光偏轉器的超聲波頻率來改變聲光介質對激光的偏轉角度。

步驟四，根據所要標記的圖案要求，重復步驟三，完成標記作業。

而且，所述步驟二中的光束偏轉為兩級偏轉，該兩級偏轉的偏轉平面正交設置。

本實用新型摒棄了傳動激光標記機的機械式激光偏轉方式，采用聲光偏轉技術可極大地提高標記精度、標記反應速度和設備的使用壽命。

附圖說明

圖1是激光標記機的原理框圖。

圖2是傳統激光標記機結構示意圖。

圖3是聲光偏轉器的結構示意圖。

圖4是聲光偏轉器的原理圖。

圖5是聲光偏轉激光標記裝置的工作原理圖。

其中，1、聲光介質，2、電聲轉換器，3、吸聲材料，4、散熱器，5、進水管，6、出水管。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

聲光調制技術已普遍應用在連續激光器中，以提高中小型連續激光器的瞬時功率，此技術稱為聲光調Q；聲光偏轉則是利用聲光相互作用來控制激光束傳播方向；二者的原理都是聲光衍射效應。

本實用新型提供一種聲光偏轉激光標記裝置，包括激光器、冷卻系統、光束偏轉傳輸組件、聚焦鏡、控制系統，所述光束偏轉傳輸組件位于激光器和聚焦鏡之間，冷卻系統為激光器和光束偏轉傳輸組件降溫，激光器、冷卻系統、光束偏轉傳輸組件均由控制系統控制，光束偏轉傳輸組件包括兩只正交設置的聲光偏轉器。

進一步的，如圖3所示，上述聲光偏轉器包括聲光介質1、電聲轉換器2、吸聲材料3、散熱器4，聲電轉換器2與聲光介質1連接，聲光介質1的非導光面上依次鋪設吸聲材料3和散熱器4。散熱器4可以是水冷型散熱器。

聲光偏轉器的工作原理如圖4所示，電聲轉換器加電后，將超聲波饋入聲光介質，聲波是疏密波，聲光介質的折射率發生周期變化，對相對聲波方向以某一角度傳播的光波來說，相當于一個相位光柵。在超聲場中光波發生衍射，改變傳播方向，（這就是聲光衍射效應）。應用廣泛的是布拉格衍射，入射光I_i的一部分偏離到布拉格角Ib的方向。偏角θB由布拉格公式決定：2λsSinθ_B=λ₀/n=λ。衍射效率I_b（L）/I_i(0)＝Sin²（ηL）=sin²(???????????????????????????????????????????????)，

式中，P為超聲功率，M為聲光介質品質因數，M=n6p2/ρVS3.?n,p,ρ分別表示材料的折射率，光彈性系數和密度。L/h為電聲轉換器長寬比，λ₀為真空波長。