[发明专利]一种飞秒激光并行加工导光板散射网点的装置和方法

权利要求书

1.一种飞秒激光并行加工导光板散射网点的装置，其特征在于，包括导光板、导光板传输定位装置、导光板加工中心装置、排热除尘装置、飞秒激光全息并行加工系统和控制中心，所述的导光板传输定位装置、导光板加工中心装置、排热除尘装置和控制中心设于机架上；所述的导光板传输定位装置包括导光板传输机构、吸附装置和光栅定位传感器，所述的导光板传输机构由传送伺服电机驱动，所述的导光板传输机构上部设有导光板，所述的导光板的两侧设有吸附装置，所述的导光板传输机构的两侧设有光栅定位传感器；

所述的机架的一侧设有传送支架，所述的传送支架上设有传送滚珠；所述的导光板加工中心装置包括整机桥架、支撑板和X、Y两个方向的滚珠丝杠进给装置，所述的导光板传输的方向为X方向，垂直于X方向为Y方向；所述的整机桥架设置于导光板传输定位装置的两侧，所述的整机桥架的两端通过支撑板连接，所述的支撑板上设有滚珠丝杠进给装置；所述的排热除尘装置安装于整机桥架的侧面；

所述的飞秒激光全息并行加工系统是用于飞秒激光器射出激光束的分束和传导器件，包括飞秒激光器、光路传输与控制设备、空间光调制器和显微镜及监控系统；所述的飞秒激光器用于对导光板散射网点进行加工，所述的飞秒激光器安装于X向滑块或Y向滑块上；

所述的导光板传输机构包括主传动轴、从动传动轴和传送带，所述的传送带的一端设有从动传动轴，所述的传送带的另一端设有主传动轴，所述的主传动轴通过主传动联轴器连接传送伺服电机，所述的传送带的两侧设有保护板，所述的保护板的底部设有传输定位装置支撑，所述的光栅定位传感器设于保护板的上侧靠近主传动轴的位置；所述的传送带上间隔一定的距离设置挡板，当挡板挡住光栅定位传感器时说明导光板进给到加工位置；

所述的整机桥架的侧面设有除尘散热风口，所述的除尘散热风口位置安装多个由散热除尘风机组成的排热除尘装置；

所述的吸附装置包括设于导光板两侧的吸附定位窄条和设于导光板前端一角的前端定位窄条；所述的吸附定位窄条的一端设有用于定位导光板侧面的台阶，所述的前端定位窄条的前端设有用于导光板前侧定位的台阶；所述的吸附定位窄条和前端定位窄条的侧面和上表面设有气孔。

2.如权利要求1所述的一种飞秒激光并行加工导光板散射网点的装置，其特征在于，所述的X方向的滚珠丝杠进给装置包括X向丝杠、X向滑块和X向伺服电机，所述的支撑板的中间和两侧位置均设有轴承座，所述的两侧轴承座上安装导轨，所述的导轨上设有X向滑块；所述的中间轴承座上安装X向丝杠，所述的X向丝杠的一端通过X向联轴器与X向伺服电机连接，所述的X向丝杠穿过X向滑块，所述的X向丝杠与X向滑块之间设有X向丝杠螺母。

3.如权利要求2所述的一种飞秒激光并行加工导光板散射网点的装置，其特征在于，所述的Y方向的滚珠丝杠进给装置设于X方向的滚珠丝杠进给装置的下侧，包括Y向传动滚珠丝杠、Y向滑块和Y向伺服电机，所述的Y向传动滚珠丝杠的一端通过轴承安装于轴承座上，所述的Y向传动滚珠丝杠的另一端通过Y向联轴器与Y向伺服电机连接。

4.如权利要求1所述的一种飞秒激光并行加工导光板散射网点的装置，其特征在于，所述的飞秒激光器包括光束传输空腔和激光头，所述的激光头的内部设有聚焦物镜，所述的聚焦物镜的后侧安装有保护镜，所述的飞秒激光器的顶部设有透镜；所述的激光头的两侧还设有辅助气体喷嘴。

5.如权利要求4所述的一种飞秒激光并行加工导光板散射网点的装置，其特征在于，所述光路传输与控制设备包括能量调节单元、光斑扩束和光路控制设备，其中能量调节单元由半波片和格兰泰勒棱镜组成，通过两者配合使用对飞秒激光的偏振方向和能量进行调制；所述的光斑扩束由一个可调节倍率的扩束系统完成；所述的光路控制设备主要是指光闸快门，其集成激光安全互锁功能，可跳过所有系统命令关闭快门。

6.如权利要求5所述的一种飞秒激光并行加工导光板散射网点的装置，其特征在于，所述空间光调制器采用硅基液晶空间光调制器；所述显微镜及监控系统中的显微镜系统用于飞秒激光对光敏材料进行加工，激光光束通过光路传输控制和硅基液晶空间光调制器后进入显微镜系统，通过聚焦物镜将激光束聚焦到样品中，实现材料在激光焦点处的双光子激发；利用卤素灯和电荷耦合器等组成的监控系统对加工进行实时监测。

7.一种飞秒激光并行加工导光板散射网点的方法，该方法利用如权利要求1-6任一所述的飞秒激光并行加工导光板散射网点的装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1将导光板放置于传送带的吸附装置上，由吸附装置实现导光板在传送带上的准确定位；

步骤2 导光板传输机构通过传送带将导光板输送到光栅定位传感器位置处，传动伺服电机停止转动；

步骤3导光板加工中心装置开始工作，由飞秒激光全息并行加工系统对激光头进行光束的分束和聚焦的过程；然后将光斑作用于导光板上，由X、Y两个方向的滚珠丝杠进给装置实现激光头的进给，从而完成对导光板散射网点的加工；

步骤4 加工过程中，排热除尘装置同时工作，排去产生的热量和粉尘；当整个导光板加工完成后，传送伺服电机运行，吸附装置释放，将加工完成的导光板通过传送带传送至另一个装置即下一个工序的位置，同时导光板加工中心装置恢复到初始位置，为下一块导光板的加工做好准备；

步骤5 每一块导光板散射网点的加工均需重复步骤1-步骤4。