[发明专利]带内同轴定位的切割装置

说明书

本发明提供了一种带内同轴定位的切割装置，涉及切割技术领域。带内同轴定位的切割装置包括激光器、锥透镜、4f系统、分光镜和带同轴光源镜头CCD成像系统。4f系统包括相互对应设置并位于同一轴线的凸面透镜和消色差聚焦物镜。激光通过锥透镜时产生两束一定夹角的高斯光束，高斯光束相互干涉产生贝塞尔光束，贝塞尔光束经过4f系统后，贝塞尔光束被放大或缩小，形成切割脆性材料所需要的聚焦光斑和焦深。在凸面透镜和消色差聚焦物镜之间插入一个分光镜，可透过激光，待切割材料表面反射的照明光经消色差聚焦物镜由分光镜反射进入带同轴光源镜头CCD成像系统进行定位。该切割装置能够提供较大的焦深对脆性材料进行定位切割，提高切割效率和定位精度。

技术领域

本发明涉及切割技术领域，具体而言，涉及一种带内同轴定位的切割装置。

背景技术

随着激光加工在脆性材料切割中越来越广泛的被应用，切割材料厚度的增加、对切割精度和定位精度的要求越来越高。一方面，激光内切割技术受到普通高斯激光焦深等的影响，无法完成一次性切割，其加工效率随之降低，无法满足目前市场对该技术加工效率的要求。另一方面，传统旁轴定位已经很难在精度和稳定性上满足加工需求。

因此，需要一种切割装置，其能够提供焦深较大的激光束，以提高加工较厚材料的效率，同时现实高精度的定位切割。

发明内容

本发明实施例提供一种带内同轴定位的切割装置，其能够提供较大的焦深对脆性材料进行定位切割，提高切割效率和定位精度。本发明实施例提供的技术方案：

一种带内同轴定位的切割装置包括：

激光器，所述激光器被设置用于发射激光；

锥透镜，所述锥透镜用于将所述激光转化成两束成夹角的高斯光束，两束所述高斯光束相互干涉产生贝塞尔光束；

4f系统，所述4f系统被设置用于将所述贝塞尔光束放大或缩小，形成加工所需要的聚焦光斑和焦深，所述4f系统包括相互对应设置并位于同一轴线的凸面透镜和消色差聚焦物镜；

分光镜，所述分光镜设置于所述凸面透镜和所述消色差聚焦物镜之间；

带同轴光源镜头CCD成像系统，所述带同轴光源镜头CCD成像系统用于发出照明光，所述照明光经过所述分光镜反射平行于所述贝塞尔光束进入所述消色差聚焦物镜后对待切割材料定位点进行照明。

进一步地，所述带内同轴定位的切割装置还包括45度全反射镜和扩束镜，所述45度全反射镜包括第一45度全反射镜、第二45度全反射镜和第三45度全反射镜，所述扩束镜设置于所述第二45度全反射镜和所述第三45度全反射镜之间，所述激光器发射出的所述激光经过所述第一45度全反射镜后依次通过所述所述第二45度全反射镜、所述扩束镜和所述第三45度全反射镜，经所述扩束镜扩束后的所述激光通过所述所述第三45度全反射镜后射入所述锥透镜。

进一步地，所述凸面透镜的焦距f大小在80mm～800mm之间。

进一步地，所述锥透镜和所述凸面透镜所在的轴线与所述分光镜的夹角为45°。

进一步地，所述带同轴光源镜头CCD成像系统发出的所述照明光与所述分光镜的夹角为45°。

进一步地，所述带同轴光源镜头CCD成像系统包括成像物镜、同轴光源和CCD，所述同轴光源用于向所述分光镜发出所述照明光，所述成像物镜用于接收所述分光镜反射回来的所述照明光、并形成光学影像传递给所述CCD，所述CCD用于将所述光学影像转化为数字信号。

进一步地，所述激光器选用皮秒激光器或飞秒激光器。

进一步地，所述锥透镜的顶角的角度大小在160°～180°之间。

进一步地，所述凸面透镜为平凸透镜或双凸透镜或能起到凸镜作用的透镜组。