[实用新型]一种半导体泵浦全固态激光打标机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体泵浦全固态激光打标机的新型指示光，属于激光应用领域。 

背景技术

激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级。 

聚焦后的极细的激光光束如同刀具，可将物体表面材料逐点去除，其先进性在于标记过程为非接触性加工，不产生机械挤压或机械应力，因此不会损坏被加工物品；由于激光聚焦后的尺寸很小，热影响区域小，加工精细，因此，可以完成一些常规方法无法实现的工艺。 

激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光点，不需要额外增添其它设备和材料，只要激光器能正常工作，就可以长时间连续加工。激光加工速度快，成本低廉。激光加工由计算机自动控制，生产时不需人为干预。 激光能标记何种信息，仅与计算机里设计的内容相关，只要计算机里设计出的图稿打标系统能够识别，那么打标机就可以将设计信息精确的还原在合适的载体上。因此软件的功能实际上很大程度上决定了系统的功能。 

而由于激光标刻的永久性，标刻前需要准确的确认标刻的范围及位置，这就需要标刻前用指示光来进行导引，指示出标刻的范围和焦平面，以便在对被标刻物体没有任何损伤的同时，准确的将被标刻物体放置在准确的空间位置上。传统的指示光采用红光波段的半导体激光器，这需要将指示光从与激光垂直的位置上利用合光片进行两光合成，其弊端有三，其一半导体激光器与打标用脉冲激光的初始发散角不同，需要经过复杂的光学系统才能将两个不同的波长的焦点调节到同一个平面上并消除象差，其二合光片需45度放置，对打标用的激光无法做到完全的透射，即会损耗一部分能量，其三合光片的透射和反射光会入射到指示用半导体红光激光器内，极易导致指示光的损坏，增加产品的故障率。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体泵浦全固态激光打标机的新型指示光，即在激光打标机的脉冲激光输出的光路上加一个针对打标激光波长的非线性倍频晶体，在驱动器的控制下，当需要打标预览的时候插入光路，产生可见光波段的微弱输出，即形成打标用的指示光，同时可以阻止打标用脉冲激光的输出，达到在安全的前提下，预览打标区域的目的。 

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种半导体泵浦全固态激光打标机，由基板，外壳，红外脉冲激光器，非线性倍频晶体，非线性倍频晶体座和驱动器组成罩在外壳中；其特征在于：非线性倍频晶体安装在非线性倍频晶体座，由驱动器控制非线性倍频晶体在红外脉冲激光器的光路中插入或脱离，非线性倍频晶体座和驱动器固定在基板上，腔外倍频指示光为绿光。 

所述的非线性倍频晶体靠近红外脉冲激光器的一端镀增透膜系，另一端镀增透膜系和高反膜系。 

本实用新型的积极效果在于：其一，指示光和红外脉冲激光完全同轴输出，可以更加精确无误的指示激光打标的区域，位置和焦平面；其二，没有合光片的存在，消除了红外脉冲激光不必要的功率及能量损耗，避免了指示光损坏导致的产品合格率降低；其三，使得指示光的波长向人眼最敏感的区域更加靠近，指示效果更加精确。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，如图1所示，一种半导体泵浦全固态激光打标机，由基板1，外壳2，红外脉冲激光器3，非线性倍频晶体4，非线性倍频晶体座5和驱动器6组成罩在外壳2中；其特征在于：非线性倍频晶体4安装在非线性倍频晶体座5，由驱动器6控制非线性倍频晶体4在红外脉冲激光器3的光路中插入或脱离，非线性倍频晶体座5和驱动器6固定在基板1上，腔外倍频指示光为绿光，非线性倍频晶体4靠近红外脉冲激光器3的一端镀增透膜系，另一端镀增透膜系和高反膜系。 

工作时如设红外脉冲激光波长为λ1，当需要指示光预览打标范围和图案时，驱动器6控制非线性倍频晶体4插入光路中，非线性倍频晶体4按基频光波长λ1的倍频相位匹配方向切割，使得波长λ1在非线性倍频晶体4中共线传播时满足相位匹配关系：n2/λ2=n1/λ1+n1/λ1，其中n1，n2分别为λ1，λ2波长的光在非线性倍频晶体4中传播时的折射率。而非线性倍频晶体4靠近红外脉冲激光器3的一端镀λ1波长的增透膜系，另一端镀λ2波长的增透膜系和λ1波长的高反膜系；当预览完毕且被标刻物体放置至合适位置并固定时，驱动器6控制非线性倍频晶体4脱离光路，红外脉冲激光器正常输出脉冲激光进行打标作业。 

以实现半导体端面泵浦全固态1064nm激光打标机的532nm指示光为例，脉冲激光器输出波长为1064nm的脉冲激光，当打标前需要预览的时候，驱动器控制非线性倍频晶体KTP插入光路，KTP的尺寸为2*2*2mm³，切割角为θ=90°，φ=23.4°，KTP靠近脉冲激光器的一端镀1064nm增透膜，另一端镀1064nm高反膜和532nm增透膜，腔外倍频产生的绿光可以作为指示光，指示打标的区域和位置，并根据绿光焦点的尺寸确定焦平面的位置，根据指示光放入打标物件并固定，此时驱动器控制非线性倍频晶体KTP离开光路，进行打标。