[發明專利]非對稱分束激光加工透明材料的裝置及其方法

有效

• 申請號: 202110423923.8
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN112975113B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 趙裕興;郭良
• 申請（專利權）人: 蘇州德龍激光股份有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/06;B23K26/064;G02B27/09
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 王玉國

1.非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：依光束傳播方向設置有：

激光光源（1），為可輸出寬度小于300納秒、波長在343～2000納米范圍脈沖激光的脈沖激光器；

傳輸系統（2），對從激光光源（1）輸出的激光光束擴束、反射；

整形系統（3），將光束截面能量為高斯分布的激光光束轉換為貝塞爾分布，形成貝塞爾光束；

分束系統（4），為具有至少兩個楔形面結構的楔形棱鏡，每個楔形面相對于光軸的夾角不同，將激光光束分割為至少兩個部分，形成至少兩束貝塞爾光束；

聚焦系統（5），對至少兩束貝塞爾光束縮小匯聚成像聚焦；聚焦系統（5）為光學4f系統。

2.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：激光光源（1）為可輸出脈沖寬度為300fs~20ps、波長為1030或者1064nm的脈沖激光器。

3.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：傳輸系統（2）包含具有可調倍率與改變發散角的擴束鏡以及對光束傳播方向調整與準直的反射鏡。

4.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：整形系統（3）為衍射光學透鏡、軸棱錐或空間光調制器。

5.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：楔形棱鏡為單個鏡片或由多個鏡片拼接而成。

6.根據權利要求1或5所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：楔形棱鏡的楔形面的材料為同一種材料，或者不同種材料。

7.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：楔形棱鏡后置有窗口透鏡或正透鏡。

8.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：聚焦系統（5）包含同軸設置的兩個正透鏡，第一正透鏡的有效焦距大于第二正透鏡，第二正透鏡為激光準直鏡或者顯微物鏡。

9.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：分束系統（4）裝載于旋轉裝置（10）上，旋轉裝置（10）帶動分束系統（4）繞光軸旋轉。

10.根據權利要求9所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：旋轉裝置（10）呈中空形狀，具有用于激光光束透過的中空結構。

11.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：整形系統（3）、裝載有分束系統（4）的旋轉裝置（10）以及聚焦系統（5）安裝于Z軸升降裝置上，Z軸升降裝置調節成像位置相對于被加工物體的上下距離。

12.根據權利要求1所述的非對稱分束激光加工透明材料的裝置，其特征在于：還包含用于裝載被加工物體（8）的X-Y軸運動平臺（6），驅動被加工物體相對于聚焦系統（5）運動。