[发明专利]双光路绿光微孔加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光微孔加工系统，尤其涉及一种利用双光路绿色激光对金属、陶瓷、塑料等多种材料进行微孔精细加工的装置。

背景技术

目前，激光已被应用在微孔加工领域。利用光学系统可以将激光聚焦到小于10um的光点，光点处的功率密度可达到10⁹～10¹²W/cm²，加工时材料被熔化、气化，从而形成小孔，孔直径最小可达到25um左右。相比于机械钻头加工、电火花加工及蚀刻加工等三种加工方式，激光加工技术有着显著的优势：可加工直径小于0.1mm的微孔；加工速度快，每秒钟可加工上千个孔，且孔一致性较好；成本较低，无工具损耗；寿命长，工作稳定。

激光加工所用的半导体泵浦固体激光器一般为脉冲激光器，根据其激光脉冲宽度激光器可分为纳秒(10-⁹s)、皮秒(10-¹²s)、飞秒(10-¹⁵s)激光器。目前工业上激光钻微孔普遍使用的是单一纳秒激光器。由于纳秒激光器所产生的光脉冲宽度为纳秒级，与材料相互作用时热效应明显，孔边缘出现不光滑、烧焦、崩口、热裂纹等现象，导致加工精细度降低。尤其是在一些较软或是非晶相的材料(如有机薄膜、玻璃等)上钻孔时其热效应更为明显，甚至无法加工。而皮秒激光器所产生的光脉冲很短，单脉冲功率是纳秒脉冲功率的1000倍，材料直接被气化而不经过熔融态，从而可有效的减少热效应的发生。但目前皮秒激光器的工业应用较少，且设备昂贵，加工成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种双光路绿光微孔加工装置，旨在提高加工精细度，节约成本，降低加工时的热效应。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

双光路绿光微孔加工装置，包括皮秒脉冲激光器、纳秒脉冲激光器、光路校准系统和光学聚焦系统，特点是：所述皮秒脉冲激光器的输出端布置有第一反射镜，所述纳秒脉冲激光器的输出端布置有第二反射镜，第一反射镜和第二反射镜均与第三反射镜相衔接，第三反射镜的输出端设置光闸，光闸的输出端连接有扩束镜，扩束镜的输出端衔接有第四反射镜，第四反射镜通过光路校准系统与光学聚焦系统相衔接。

进一步地，上述的双光路绿光微孔加工装置，其中，所述第一反射镜安装在电动一维平移台上。

更进一步地，上述的双光路绿光微孔加工装置，其中，所述皮秒脉冲激光器和纳秒脉冲激光器输出的激光均为绿色激光，波长为532nm。

再进一步地，上述的双光路绿光微孔加工装置，其中，所述扩束镜的放大倍率为3～10倍可调。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

采用光脉冲长度为纳秒、皮秒的两种激光器，输出均为532nm绿色激光，光束的选择由光路选择系统控制，可仅使用一种激光器进行加工，亦可在加工过程中由两种激光器交替使用。双光路系统不仅保持了激光加工微孔的优势，而且针对不同的加工精细度和成本要求，可灵活选择加工方式：如需高精细度加工则可选择用皮秒激光加工；如精度要求不高，则可选择纳秒激光加工；如加工精细度和成本都要考虑，则可先用纳秒激光进行粗孔加工，然后再用皮秒激光进行精修。其光路结构简单，调节方便；大大提高了加工精细度，减少了成本，显著降低加工时的热效应。简易适用，为一实用的新设计。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明光路结构的示意图；

图2：本发明装置的构造示意图。

图中各附图标记的含义见下表：