[发明专利]激光光束转换装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光光束转换装置及方法，尤其涉及一种将一主激光光束转换为具有一第一偏振方向的一第一次激光光束及具有一第二偏振方向的一第二次激光光束，并分别将其聚焦于一第一焦点及一第二焦点的激光光束转换装置及方法。

背景技术

伴随着科技的进步，各式科技产品主流趋势已逐渐朝轻薄短小的方向发展，现有的传统加工技术，诸如模具冲压、钻孔以及切削等等的方式，因其精密度受限于本身的特质，已无法满足一般业界的需求以及消费者的期待。相比之下，激光因为具有单色性、低发散性、高能量密度以及高度相干性等特点，因而赋予了激光加工技术具备如：加工密度高、可提供较精细的作业以及可进行非接触性加工等优势。进而，激光加工技术已被广泛地应用于现在的诸多产业之中，并且已渐渐地取代传统的加工方式。

不过，纵然现今使用在产业的激光加工技术已具有相当成熟性，但仍存在有其局限，例如现有技术在材料上进行激光加工以及量测作业时，常需依据不同的外观设计，在同一区域上设定相异的焦点位置，或在不同厚度上重复至少二次或以上的激光加工扫描步骤，尤其，当被加工物的厚度或表面具有较大的数值变化时，更是会倍数增加重复进行激光加工扫描的次数，因此，由于前述激光加工扫描步骤次数的增加，也就连带地使加工时间更长，从而导致生产效率的降低，并且还可能进一步延伸出重复扫描时的定位偏移的问题。

因此，如何提供一激光光束转换装置及方法，使入射的单一激光光束可形成具有相异二焦点的二个次激光光束，从而提高生产效率与加工品质，则为业界所亟需共同努力的目标。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种激光光束转换装置，使入射的一单一主激光光束可形成具有相异二焦点的二个次激光光束，从而减少激光加工时所需的扫描次数，以进一步提高生产效率。

本发明的又一目的在于提供一种可分别调整二个次激光光束的能量大小以及焦点位置的激光光束转换装置，使其可因应不同的加工需求，针对相同的材料或表面进行相异二焦点的激光加工及量测作业。

为达到上述目的，本发明提供的激光光束转换装置包含一极化偏转元件、一分光元件、一第一光学模块、一第二光学模块以及一第三光学模块；

一极化偏转元件，用以接收一主激光光束，并将其转换为具有一第一偏振方向之一的一第一次激光光束和具有一第二偏振方向之一的一第二次激光光束后射入分光元件；

一分光元件，用以接收来自该极化偏转元件的该第一次激光光束及该第二次激光光束，且允许具有该第一偏振方向的该第一次激光光束穿透，并反射具有该第二偏振方向的该第二次激光光束；

一第一光学模块，邻设在该分光元件的一第一侧边，以接收并反射该第二次激光光束；

一第二光学模块，邻设在该分光元件的一第二侧边，以接收并反射该第一次激光光束及该第二次激光光束其中之一；以及

一第三光学模块，邻设在该分光元件的一第三侧边；

其中，具有该第一偏振方向的该第一次激光光束及具有该第二偏振方向的该第二次激光光束经该分光元件、该第一光学模块、该第二光学模块及该第三光学模块的转换后，分别聚焦于相异的一第一焦点及一第二焦点。

本发明还提供一种激光光束转换方法，该方法包括以下步骤：

(a)将一主激光光束转换为具有一第一偏振方向的一第一次激光光束及具有一第二偏振方向的一第二次激光光束；

(b)将具有该第一偏振方向的该第一次激光光束聚焦于一第一焦点；以及

(c)将具有该第二偏振方向的该第二次激光光束聚焦于与该第一焦点相异的一第二焦点。

为让上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文将以较佳实施例配合所示附图进行详细说明。

附图说明

图1为本发明激光光束转换装置的立体示意图；

图2为本发明激光光束转换装置实施例一的示意图；

图3为本发明激光光束转换装置实施例二的示意图；

图4为本发明激光光束转换装置实施例三的示意图；

图5为本发明激光光束转换装置实施例四的示意图；

图6为本发明激光光束转换方法实施例一的步骤示意图；

图7为本发明激光光束转换方法实施例二的步骤示意图。

附图标记说明：

1：激光光束转换装置；

2：主激光光束；

21：具有第一偏振方向P的第一次激光光束；

22：具有第二偏振方向S的第二次激光光束；

23：具有第一偏振方向P的第二次激光光束；