[发明专利]一种双波长复合能量分布的台式激光精密清洗装置

摘要

本发明提供了一种双波长复合能量分布的台式激光精密清洗装置，包括工作台、X‑Y电动模组、旋转台组件、激光清洗组件和Z向升降台；X‑Y电动模组固定安装在工作台上，旋转台组件安装在X‑Y电动模组上，Z向升降台安装在工作台上，激光清洗组件安装在Z向升降台的升降板上；所述激光清洗组件包括激光器、传输光纤、吹气喷嘴、激光测距传感器、振镜扫描系统和双波长复合整形系统；所述激光器发射的激光束经传输光纤的传输，入射至双波长复合整形系统；所述双波长复合整形系统输出双波长复合整形光束，再经振镜扫描系统后聚焦于材料表面。本发明增强了清洗的均匀性和精细程度，并且环形间隔有效减小了对材料基底的损伤特性，使清洗质量得到大幅度提高。

主权项

1.一种双波长复合能量分布的台式激光精密清洗装置，其特征在于，包括工作台(1)、X‑Y电动模组(2)、旋转台组件(3)、激光清洗组件(4)和Z向升降台(5)；X‑Y电动模组(2)固定安装在工作台(1)上，旋转台组件(3)安装在X‑Y电动模组(2)上，可由X‑Y电动模组(2)带动做X‑Y二维平面运动；所述Z向升降台(5)安装在工作台(1)上，激光清洗组件(4)安装在Z向升降台(5)的升降板(502)上，并位于旋转台组件(3)的上方，激光清洗组件(4)可由升降板(502)带动沿Z向上下运动；所述激光清洗组件(4)包括激光器、传输光纤、吹气喷嘴(402)、激光测距传感器(403)、振镜扫描系统(404)和双波长复合整形系统(409)；所述激光器发射的激光束经传输光纤的传输，入射至双波长复合整形系统(409)；所述振镜扫描系统(404)用于实现将入射的激光束先后经由电机驱动的偏转扫描镜片反射和固定焦距物镜透射后出射，聚焦于工件表面，并使激光束按设定轨迹在工件表面进行扫描运动；所述激光测距传感器(403)固定安装在振镜扫描系统(404)的侧面，激光测距传感器(403)用于实时反馈振镜扫描系统(404)与工件表面的相对距离值，为Z向升降台(5)的调节运动提供控制驱动数据；所述吹气喷嘴(402)安装在振镜组件(40404)的侧面，吹气喷嘴(402)连接外部气源，用于在加工过程中同时开启吹气以增强清洗效果；所述双波长复合整形系统(409)作为光路子系统具有输入端和输出端，其中输入端与激光器之间通过传输光纤相连，激光器输出的单波长高斯激光束经由传输光纤进入双波长复合整形系统(409)，经过内部光学变换后输出双波长复合整形光束，所述双波长复合整形光束是由高斯能量分布的内圆短波长激光和贝塞尔能量分布的外环形长波长激光构成的环形中心激光束；双波长复合整形系统(409)的输出端与振镜扫描系统(404)的激光束入射端固定连接，使得双波长复合整形光束成为振镜扫描系统(404)的入射激光束；所述双波长复合整形系统(409)包括光纤接头(901)、分束镜(902)、第一安装架(903)、锥透镜组合系统(904)、空间合束镜(905)、第二安装架(906)、第一45度反射镜(907)、倍频系统(908)、第二45度反射镜(909)、上板(910)、底板(911)和立柱(912)；底板(911)通过四根立柱(912)与上板(910)连接；分束镜(902)通过第一安装架(903)安装在上板(910)上，空间合束镜(905)通过第二安装架(906)安装在上板(910)上，锥透镜组合系统(904)设置在分束镜(902)与空间合束镜(905)之间并固定在上板(910)上，三者光轴重合；第一45度反射镜(907)、倍频系统(908)、第二45度反射镜(909)依次设置在底板(911)上，第一45度反射镜(907)与第二45度反射镜(909)的光轴重合；所述锥透镜组合系统(904)用于进行光束整形，获得贝塞尔环形激光束；所述光纤接头(901)、分束镜(902)、第一安装架(903)、锥透镜组合系统(904)、空间合束镜(905)、第一45度反射镜(907)、倍频系统(908)和第二45度反射镜(909)的安装方位应使得：由光纤接头(901)接入的单波长高斯激光束入射至分束镜(902)，经由分束镜(902)分为A束和B束，且A束和B束中的一束沿原方向行进，另一束的行进方向则转折90度，A束入射至锥透镜组合系统(904)，通过锥透镜组合系统(904)输出贝塞尔环形激光束，再入射至空间合束镜(905)；B束入射至第一45度反射镜(907)，经第一45度反射镜(907)的转折后入射至倍频系统(908)，获得波长变为原输入激光束1/2、1/3或1/4波长的短波长高斯激光束，再经第二45度反射镜(909)转折入射至空间合束镜(905)；A束和B束激光经空间合束镜(905)的合束后出射双波长复合整形光束。