[发明专利]一种透射式扫描振镜

说明书

技术领域

本发明属于激光加工领域，特别是激光铣削、切割和钻孔等领域。

背景技术

转镜式扫描系统，其工作原理是将从谐振腔中导出的激光通过扩束，经过空间成90°安装的两个步进电机驱动的反射镜的反射，由F-theta场镜聚焦后输出作用于处理对象上，反射镜的转动使工作平面上的激光作用点分别在X、Y轴上移动，两个镜面协同动作使激光可以在工作平面上完成直线和各种曲线的移动。

振镜扫描加工技术  同转镜式扫描系统相同，这种典型的控制系统采用了一对折返镜。不同的是，驱动这套镜片的步进电机被伺服电机所取代，在这套控制系统中，位置传感器的使用和负反馈回路的设计思路进一步保证了系统的精度，整个系统的扫描速度和重复定位精度达到一个新的水平。振镜扫描式打标头主要由XY扫描镜、场镜、振镜及计算机控制的打标软件等构成。其工作原理是将激光束入射到两反射镜（扫描镜）上，用计算机控制反射镜的反射角度，这两个反射镜可分别沿X、Y轴扫描，从而达到激光束的偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在打标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标记。

纵观以上技术，都是基于反射镜被安装于电机主轴上，激光在反射镜上入射角度变化，激光反射光束反射角随之变化，从而达到控制激光光束空间传输的目的。这种技术，在进行非常精细的激光光束空间方位控制时候，具有局限性，受到振镜电机精度和振镜控制板卡精度的限制。

发明内容

本发明提供一种透射式扫描振镜，具体方案如下：

一种透射式扫描振镜，其特征在于：包括平板光学元件以及扫描振镜；

所述平板光学元件设置在所述扫描振镜上；

入射光束通过所述平板光学元件，经所述平板光学元件的表面法线与激光光轴的夹角来调整入射光束与出射光束的位移偏移量，控制光束的空间传输方位。

    优选的，所述平板光学元件的数量为两个或者两个以上，将其串联正交设置，或者是选用一个平板光学元件单独使用。

    优选的，所述平板光学元件设置在所述扫描振镜的电机主轴上。

    优选的，所述平板光学元件的表面法线与光束光轴之间形成的角度α的范围为负15度至正15度。

    优选的，所述平板光学元件的表面经过研磨抛光，并镀有增透膜，且可选镀相应宽入射角度增透膜。

    优选的，所述平板光学元件为平板石英玻璃或者平板蓝宝石。

本发明的目的在于把单个或者多个平板光学元件串联起来，通过改变平板光学元件表面法线与光束光轴的夹角来调整入射光束与出射光束的位移偏移量，达到控制光束空间传输方位的目的。

这种激光扫描方式适合于高精度精细激光加工，但其扫描幅面非常有限，后面可配置反射式振镜或者平台运动系统，实现大范围加工。

本发明透射式扫描振镜的工作原理如下：入射激光进入平板光学元件，经光学折射，激光传输方向改变为折射光束，继而转变为出射光束，平板光学元件可绕垂直于纸面的扫描振镜的旋转主轴进行角度旋转，因此，折射光束和出射光束传输方向均有改变。理论上出射光束与入射光束平行，且偏移位移量与平板光学元件绕扫描振镜的旋转主轴进行角度旋转的度数以及平板光学元件的厚度和光学折射率有关。

应用本发明的技术方案，与现有振镜技术相比，具有以下的优点和积极效果：

（1）本发明提出采用平板光学元件对光束进行传输控制，入射光束与出射光束理论上是平行光，这与传统的采用反射式光学元件构成的振镜是不同的。

（2）本发明提出采用平板光学元件对激光光束进行传输控制，平板光学元件表面法线与光束光轴夹角的单位角度变化导致的入射光束与出射光束的平行位移偏移量非常小，非常适合于高精度激光传输控制；

（3）本发明提出将单个或者多个平板光学元件进行串联，平板光学元件固定于电机主轴上，可以很轻松的实现激光高精度复杂轨迹运动控制。

附图说明

图1 为实施例1入射光通过平板光学元件的原理图；

图2为实施例1不锈钢薄板激光钻孔的装置结构示意图；

图3 为实施例2陶瓷激光钻孔的装置结构示意图；

图4 为实施例3超精细打标的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：