[发明专利]一种同轴共焦激光加工系统

说明书

本发明涉及一种同轴共焦激光加工系统，该系统包括共用同一聚焦镜的激光模块以及成像模块，所述激光模块还包括用于改变激光束方向的第一变光单元，所述激光束经过第一变光单元后射入所述聚焦镜，通过聚焦镜对激光束聚焦，成像模块包括与聚焦镜同轴设置的成像单元以及用于调节成像焦距的调焦单元，经加工件的待加工表面反射的照明光线依次经过所述聚焦镜以及调焦单元后在所述成像单元中成像，实现了激光束焦距和成像焦距同步调节，不仅提高了调焦的效率，也提高了调焦的精度。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，特别是涉及一种同轴共焦激光加工系统。

背景技术

目前，激光加工通常是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成 加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔 和微加工等。激光加工属于无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度 均可调，因此可以实现多种加工的目的，加工精度高，广泛应用于半导体元器件 在制作和加工过程。

现有技术中，激光聚焦镜与成像镜头各自独立，分开聚焦，然而，在激光加 工过程中，随着加工件厚度的不同，需要对激光聚焦镜或者加工件的位置进行调 整从而使得激光聚焦镜重新对激光聚焦，而后再对成像镜头进行调整从而使得 成像镜头重新对成像光路聚光，这种聚焦的调节方式，不仅导致耗时较长，而且 精度较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供种同轴共焦激光加工系 统，在调整激光焦点的同时保证同轴成像清晰，做到实时同步调整激光聚焦以及 成像聚焦，具体方案如下：

一种同轴共焦激光加工系统，包括共用同一聚焦镜的激光模块以及成像模 块；

所述激光模块还包括用于改变激光束方向的第一变光单元，所述激光束经 过所述第一变光单元后射入所述聚焦镜，通过所述聚焦镜对激光束聚焦；

成像模块包括与所述聚焦镜同轴设置的成像单元以及用于调节成像焦距的 调焦单元，经加工件的待加工表面反射的照明光线依次经过所述聚焦镜以及所 述调焦单元后在所述成像单元中成像。

在一个较佳的实施例中，所述激光模块还包括：

激光器，用于发射所述激光束；

准直放大单元，用于对所述激光束进行准直放大。

在一个较佳的实施例中，所述第一变光单元包括沿激光束射出方向排布的 第一反射镜、偏转单元以及第一分光镜；

准直放大后的激光束以第一方向射入所述第一反射镜，经过所述第一反射 镜反射后，再以第二方向射入所述偏转单元，最后以所述第一方向射入所述第一 分光镜，其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

在一个较佳的实施例中，所述成像单元包括第一相机，所述调焦单元包括与 所述第一相机对应的第一管镜；

所述第一相机，所述第一管镜以及所述聚焦镜同轴，经过待加工表面反射的 照明光线经过所述聚焦镜、所述第一管镜后射入所述第一相机中成像。

在一个较佳的实施例中，所述成像单元还包括第二相机，所述调焦单元还包 括与第二相机对应的第二管镜，所述第一管镜和所述第二管镜的倍率不同；

所述成像模块还包括用于改变照明光线入射方向的第二变光单元，经聚焦 镜的照明光线，在经过所述第二变光单元后，一部分进入所述第一管镜，另一部 分进入所述第二管镜。

在一个较佳的实施例中，所述第二变光单元包括与所述第一管镜同轴的第 二分光镜以及与所述第二管镜同轴的第二反射镜；

经过所述第二分光镜折射的照明光线进入所述第一管镜，经过所述第二分 光镜反射的照明光线再经过所述第二反射镜反射后进入所述第二管镜。

在一个较佳的实施例中，还包括用于对所述待加工表面照明的照明模块；