[發(fā)明專利]多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711215878.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN107717215B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮愛新;楊海華;張津超;薛偉;趙瑩;程好;陳歡;賈天代;劉勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/06
• 分類號(hào): B23K26/06;B23K26/0622;B23K26/064;B23K26/38
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 王玉國

本發(fā)明涉及多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)及方法，超快激光器輸出端設(shè)倍頻模塊，倍頻模塊輸出端有三個(gè)波段出光口，第一波段輸出光路上設(shè)第一光路傳輸模組，第二波段輸出光路上設(shè)第二光路傳輸模組，其輸出的光束經(jīng)合束鏡合為一束，合束鏡輸出端依次設(shè)第一光路切換裝置、第二光路切換裝置和第三光路切換裝置，第三波段輸出光路上設(shè)第三光路傳輸模組，第三光路傳輸模組輸出的光束處于另一光路上，第三光路傳輸模組輸出端依次設(shè)第四光路切換裝置、第五切換裝置和第六反射鏡，其中心在垂直方向上分別與第一光路切換裝置、第二光路切換裝置和第三光路切換裝置的中心對(duì)齊，其垂直射出端光路均設(shè)光闌，光闌輸出端設(shè)加工模塊。實(shí)現(xiàn)數(shù)種組合方式的加工模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)，屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光加工正在以前所未有的速度進(jìn)入到傳統(tǒng)工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)傳統(tǒng)加工技術(shù)而言是一種革命性的挑戰(zhàn)。按照激光的脈沖寬度進(jìn)行分類，激光可分為連續(xù)激光、長脈沖激光，短脈沖激光和超快激光，各種脈寬的激光根據(jù)特性有不同的應(yīng)用領(lǐng)域。其中超快激光具有“超精細(xì)”和“無熱影響”的加工特點(diǎn)，基于超快激光的微納加工技術(shù)，理論上實(shí)現(xiàn)了對(duì)加工材料的無選擇性和無熱影響區(qū)域，有著無可替代的優(yōu)勢，近年來已成為研究的熱點(diǎn)。

超快激光維納技術(shù)將加工精度延伸至微米或納米量級(jí)，突破光學(xué)微加工方法的精度極限。現(xiàn)有的超快激光加工設(shè)備一方面功能較單一，只能用于鉆孔、刻蝕或切割等，且三維加工能力較弱；另一方面，根據(jù)材料的不同，需要選擇不同波長的光進(jìn)行加工，這就需要特定波長的激光加工設(shè)備，成本大。對(duì)于材料多樣、加工方式多樣的要求無法在同一設(shè)備上完成，不便于超快激光微納加工的理論研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

專利號(hào)201610408296.X公開了一種超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)，通過分光器將光束分兩路輸出，實(shí)現(xiàn)了兩種功能的激光加工，但這種方式能量損失大，加工效率不高，且對(duì)材料的選擇范圍有所限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)及其方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)，特點(diǎn)是：超快激光器輸出端設(shè)有倍頻模塊，倍頻模塊輸出端有三個(gè)波段的出光口，其第一波段輸出光路上設(shè)有第一光路傳輸模組，第二波段輸出光路上設(shè)有第二光路傳輸模組，第一光路傳輸模組和第二光路傳輸模組輸出的光路上設(shè)有合束鏡，光束經(jīng)合束鏡合為一束使其處于同一光路上，合束鏡輸出端依次設(shè)有第一光路切換裝置、第二光路切換裝置和第三光路切換裝置，第三波段輸出光路上設(shè)有第三光路傳輸模組，第三光路傳輸模組輸出的光束處于另一光路上，第三光路傳輸模組輸出端依次設(shè)有第四光路切換裝置、第五切換裝置和第六反射鏡，第四光路切換裝置、第五切換裝置和第六反射鏡的中心在垂直方向上分別與第一光路切換裝置、第二光路切換裝置和第三光路切換裝置的中心對(duì)齊，第一光路切換裝置垂直射出端光路上設(shè)有第一光闌，第二光路切換裝置垂直射出端光路上設(shè)有第二光闌，第三光路切換裝置垂直射出端光路上設(shè)有第三光闌，第一光闌輸出端設(shè)有多光束并行加工模塊，第二光闌輸出端設(shè)有三維掃描振鏡加工模塊，第三光闌輸出端設(shè)有鉆孔加工模塊。

進(jìn)一步地，上述的多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)，其中，所述超快激光器為皮秒激光器或納秒激光器。

進(jìn)一步地，上述的多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)，其中，所述第一光路傳輸模組包含第一偏振轉(zhuǎn)換裝置以及第一擴(kuò)束鏡，第一偏振轉(zhuǎn)換裝置位于第一波段輸出光路上，第一擴(kuò)束鏡位于第一偏振轉(zhuǎn)換裝置的輸出端。

進(jìn)一步地，上述的多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)，其中，所述第一偏振轉(zhuǎn)換裝置與第一擴(kuò)束鏡之間設(shè)有反射鏡，鍍有1030nm高反膜。

進(jìn)一步地，上述的多功能超快激光微細(xì)加工系統(tǒng)，其中，所述第二光路傳輸模組包含第二偏振轉(zhuǎn)換裝置以及第二擴(kuò)束鏡，第二偏振轉(zhuǎn)換裝置位于第二波段輸出光路上，第二擴(kuò)束鏡位于第二偏振轉(zhuǎn)換裝置的輸出端。