[发明专利]激光光束与水射流耦合调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够实现激光光束与水射流的耦合并能够方便地进行调节的激光光束与水射流耦合调节装置。

背景技术

传统激光还是以热熔的方式进行材料加工，在半导体领域，多种芯片对热量较为敏感，热量堆积会影响芯片的性能。用激光光束导引水射流对材料加工很好的解决了这一问题。水束既可以起到冷却的作用，又可以冲走激光加工产生的熔渣，使芯片加工质量有了很大提高。激光束与水射流耦合装置为该方式的关键部分，耦合装置不仅要产生压力、流速稳定的微细水射流，同时利用光在水和空气两相介质中发生全反射的原理，把激光光束耦合到水射流，由水射流导引激光至材料加工表面，进行加工。目前该技术在国内还处于空白。

发明内容

本发明的目的就在于提供和一种激光光束与水射流耦合调节装置，其能够进行激光光束与水射流进行耦合，实现水射流对激光的导引；通过特殊设计的喷嘴组件，可以产生微细水射流；还可以方便地调节水射流与激光光束的相对位置。

本发明的技术方案为：

本发明激光光束与水射流耦合调节装置包括外支架，底托，喷嘴托，喷嘴支架，基体支架，镜片垫圈，压套，窗口镜片，压母，喷嘴组件；所述外支架套在基体支架外，外支架和基体支架间通过锁紧调节旋钮连接，环状底托固定在外支架底部托着基体支架的下端外沿部位，基体支架中央设有通孔，在通孔上下两端分别设有上阶梯槽孔和下阶梯槽孔，在外支架和基体支架的侧壁上设置有横向且对应的联通入下阶梯槽孔的入水口；

所述压套、镜片垫圈、窗口镜片由上向下依次设置在上阶梯槽孔的台阶上，窗口镜片与上阶梯槽孔的台阶间设有密封结构；所述喷嘴支架、喷嘴组件由下向上依次设置在下阶梯槽孔的阶梯上，喷嘴组件通过压母装配在喷嘴支架上端，喷嘴托固定在基体支架底部，喷嘴托向上压紧喷嘴支架和整体固定连接在喷嘴支架上的喷嘴组件，喷嘴支架与下阶梯槽孔的台阶间设有密封结构；

所述喷嘴组件包括喷嘴支座、喷嘴压套、喷嘴以及喷嘴垫圈，在喷嘴支座中央设有阶梯槽孔，喷嘴压套和喷嘴垫圈设在喷嘴支座的阶梯槽孔的台阶上，喷嘴压套和喷嘴垫圈间设有喷嘴，喷嘴中央开设有喷嘴孔，孔径在20μm至300μm之间，喷嘴的底面具有可使水射流保持稳定的圆弧开口结构；

所述述喷嘴托、喷嘴支架、喷嘴组件、窗口镜片、压母、镜片垫圈和压套的中心对正且位于中心轴线上。

本发明所述外支架和基体支架间的锁紧定位调节结构为：在基体支架外壁上沿一周线开设有均匀分布的至少三个具有斜面的凹槽，在外支架对应各具有斜面的凹槽开设有螺孔，在螺孔内配设调节锁紧旋钮，调节锁紧旋钮顶在凹槽的斜面上。本发明中所述喷嘴采用对光吸收率很小且可以抵抗1兆帕到50兆帕之间水射流压力的宝石或金刚石材质。

本发明的有益效果为：

传统激光加工技术存在热残留的问题，用激光光束导引水射流对材料加工很好的解决了这一问题。其中，激光光束与水射流耦合装置为关键部分，该装置不仅要产生压力、流速稳定的水射流，同时利用光在水和空气两相介质中发生全反射的原理，把激光光束耦合到水射流，由水射流导引激光至材料加工表面，进行加工。该装置的特别之处在于具有斜面结构的基体支架，可以方便地进行激光束与水射流的同轴调整，并锁紧。具有底面圆弧开口结构的喷嘴组件可以使产生的水射流更加稳定。宝石或金刚石材质的喷嘴材料对激光的吸收很小，且能够承受较高的水压。 

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图（俯视图）。

图2为本发明实施例图1的A-A向剖视图。

图3为本发明实施例图1的B-B向剖视图。

图4为本发明实施例中喷嘴组件的结构示意图。

图5为本发明实施例中喷嘴的结构示意图。

具体实施方式