[发明专利]一种可变双焦点激光微加工装置

说明书

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，具体涉及一种可变双焦点激光微加工装置。

背景技术

在半导体行业及3C行业中，激光加工越来越受到广泛的应用，随着产品的差异化变化，不同客户对于材料的厚度选择有不同的需求，为了进一步提高加工效率和可加工厚度，需要对激光进行整形或者分束，从而获得更快的加工效率，双焦点属于其中一种较为简单的优化方式，国外以色列主要采用衍射光学元器件，对单束激光进行衍射，从而获得不同发散角，配合聚焦镜或者物镜可以获得多个焦点，焦点分布从一维到二维，还可以实现竖直方向的双焦点和多焦点。

由于衍射分光和聚焦成本较为昂贵，在工业化领域普及率不高，更不合理的是，衍射期间一旦定制成功，双焦点间距就固定了，无法优化和变动，除非定制新的分离式衍射器件和不同焦距的聚焦镜；然而，很多场合需要两个焦点间距可变，焦点的功率可以任意设置，在实际生产加工中，两个焦点的功率大小需要根据实际情况进行微调，从而达到最佳的加工效果。而目前普遍采用的偏振分光为单台激光器单口输出，采用半波片加偏振将线性偏振光分成一路水平偏振P光和一路竖直偏振S光，分光后两路激光能量和不变，可变参数太少，损耗较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种可变双焦点激光微加工装置，其通过两台激光器或者一台双头输出的激光器，改变两路激光的偏振方向进入偏振合束镜实现合束，配合扩束镜进行发散角改变，实现了在聚光镜下方的双焦点，实现方式更加低廉，而且双焦点间距和位置可调。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种可变双焦点激光微加工装置，其中：包括第一激光器、第二激光器、第一关闸、第一反射镜、第一半波片、缩束镜、第二反射镜、偏振分光合光镜、第二半波片、第三反射镜、第二关闸、第四反射镜、聚焦镜、保护镜、第一焦点和第二焦点，所述的第一激光器和第二激光器输出光为水平偏振光，所述的第一激光器位于第二激光器的正上方，所述的第一激光器的右侧安装有第一关闸，所述的第一关闸右侧安装有第一反射镜，所述的第一反射镜与第一激光器输出光成45°夹角且第一反射镜的反射光垂直向下，所述的第一半波片安装在第一反射镜的正下方，所述的缩束镜安装在第一半波片的正下方，所述的第二反射镜安装在缩束镜的正下方，所述的第二反射镜与第一反射镜的反射光成45°夹角且第二反射镜的反射光水平向左，所述的偏振分光合光镜安装在第二反射镜的左侧，所述的第二关闸安装在第二激光器的右侧，所述的第二关闸右侧安装有第三反射镜，所述的第三反射镜与第三反射镜输出光成45°夹角且第三反射镜的反射光垂直向下，所述的第二半波片安装在第三反射镜下方且第二半波片位于偏振分光合光镜的上方，所述的第四反射镜安装在偏振分光合光镜左侧，所述的第四反射镜与第二反射镜的反射光成45°夹角且第四反射镜的反射光垂直向下，所述的聚焦镜安装在第四反射镜的下方，所述的保护镜安装在聚焦镜的下方，所述的第一焦点和第二焦点都位于保护镜的下方且第一焦点位于第二焦点的上方。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的塑料头的外圆柱面上设有环形凸台。

上述的卡杆采用鱼钩倒刺状安装在针头上。

上述的按钮上侧面靠近底部采用锥面结构形式。

第一激光器和第二激光器都输出水平偏振P光，第一路水平偏振P光经过缩束传输后通过偏振分光合光镜进入聚焦镜汇聚成第一焦点；第二路水平偏振P光经过第二半波片改变偏振方向后，转换成竖直偏振S光，经过偏振分光合光镜反射进入同一个聚焦镜聚焦为第二焦点，两个焦点的间距和位置都可以调节，焦点的功率大小可以任意调节。。

本发明具有以下优点：

（1）两台激光器输出的两路激光都为水平偏振光，相比单台激光器通过偏振分光方案，此方案分光可靠性高且两路激光功率不会此消彼长，有很强的独立性；

（2）采用两台激光器或者一台激光器输出两束水平偏振P光，通过偏振调节和合束使两束激光经过偏振器件合于一束，其中一束激光由于发散角和直径发生变化，经过聚焦镜后会在另外一个激光焦点上方聚焦，从而形成双焦点；

（3）由于其中一路光发散角和直径可调，在Z轴方向聚焦后，可以在聚焦镜下方获得间距可变的两个焦点，可以满足不同厚度的加工需求；

（4）双焦点的能量可以随意微调，两路激光分别由不同的激光器或者激光口输出，其中两路激光的波长一直，其他参数分别可以差异化设置，两束光的偏振态、功率和频率都独立可调，使得加工效果更加优化。

附图说明