[发明专利]一种硬脆材料激光精密加工装备

说明书

本发明公开了一种硬脆材料激光精密加工装备，包括基座，基座上设有激光器，所述激光器内包括半导体侧泵模块，该半导体侧泵模块上设有第一光路输出端和第二光路输出端；半导体侧泵模块的第一光路输出端外依次设有声光开关、第一细孔光阑和第一全反镜，所述第二光路输出端外依次设有偏振组合片、第二细孔光阑和输出镜；基座上设有沿激光器的输出端光路依次设置的扩束镜、装有聚焦镜的切割头和夹具；基座上设有摄像头和与夹具连接的水平移动机构。本发明提供的硬脆材料激光精密加工装备，其光束的质量高且稳定，在硬脆材料上的切割面光滑，能实现精确切割。

技术领域

本发明涉及硬脆材料激光去除加工领域，尤其涉及一种硬脆材料激光精密加工装备。

背景技术

硬脆材料需要经过去除加工后，才能作为产品并应用于相应的领域中。硬脆材料在加工时需要对不同面进行切割。目前，对硬脆材料的加工手段大多采用机械切割、手工打磨抛光等，其操作复杂，其中，机械切割需要高速运转的部件，例如锯盘，其快速运转时存在一定幅度的摆动，导致精确度低，运动的部件容易将切割超硬脆材料时产生的粉尘扬起，污染大，而且机械切割的噪声也大。

随着激光发生器的不断成熟，激光在切割上的运用也越来越广泛。为了切割硬脆材料所需的激光功率较高。然而，与功率较小的激光器相比，大功率的激光器由于其泵浦会产生大量的热，热量太高产生的热透镜会导致谐振腔不稳定，从而造成光束质量较差。许多硬材料价格极其昂贵且易碎，所以加工良品率的要求极高。而目前市面上的红外激光器要么功率不够，要么功率够的光束质量不足，被加工件的良品率十分低下。此外，目前的激光器的体积较大，且光束中含有较多不同波长的光，光束质量较低，无法适用于高端超硬材料精密加工领域。

采用激光切割物件属于高温切割，虽然可以使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，但熔融物质残留在材料上也对后续的切割造成阻碍，降低切割的精确度和切割效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬脆材料激光精密加工装备，其光束的质量高且稳定，在硬脆材料上的切割面光滑，能实现精确切割。

为实现上述目的，本发明提供一种硬脆材料激光精密加工装备，包括基座，基座上设有激光器，所述激光器内包括半导体侧泵模块，该半导体侧泵模块上设有第一光路输出端和第二光路输出端；半导体侧泵模块的第一光路输出端外依次设有声光开关、第一细孔光阑和第一全反镜，所述第二光路输出端外依次设有偏振组合片、第二细孔光阑和输出镜；基座上设有沿激光器的输出端光路依次设置的扩束镜、装有聚焦镜的切割头和夹具；基座上设有摄像头和与夹具连接的水平移动机构。

作为本发明的进一步改进，所述输出镜的输出率T＝13％-32％。

作为本发明的更进一步改进，所述扩束镜与切割头之间设有45度反射镜，所述摄像头位于45度反射镜的上方。

作为本发明的更进一步改进，所述45度反射镜的上方设有与其平行布置的45度棱镜，所述摄像头的镜头水平朝向45度棱镜。

作为本发明的更进一步改进，所述切割头上设有吹扫机构；所述基座上设有扩束镜的位置调节机构。

作为本发明的更进一步改进，所述半导体侧泵模块的第一光路输出端与声光开关之间设有第二全反镜，该第二全反镜与光路的入射和反射角均为40°-60°；所述半导体侧泵模块的第二光路输出端与偏振组合片之间设有第三全反镜，该第三全反镜与光路的入射角和反射角均为40°-60°。

作为本发明的更进一步改进，所述输出镜、第二细孔光阑、偏振组合片、第三全反镜、半导体侧泵模块、第二全反镜、声光开关、第一细孔光阑和第一全反镜构成U型谐振腔。

作为本发明的更进一步改进，所述偏振组合片包括相互平行的第一偏振片和第二偏振片，所述第一偏振片和第二偏振片两者沿光路方向依次布置并与光路方向相垂直，两片偏振片的透振方向相垂直。