[发明专利]一种355nm紫外激光钻石切割设备

权利要求书

1.一种355nm紫外激光钻石切割设备，其特征在于：该设备包括机架、电源、光学传输系统、机械控制系统、成像系统、吸尘系统、温度系统及控制系统；电源(3)机架上；光学传输系统包括激光电源(4)、激光器(7)、扩束镜(8)、45度反射镜(11)、切割头(13)；机械控制系统包括升降台(12)、夹具(14)、二维工作台(15)；激光器(7)采用采用端面泵浦、腔内倍频、V型三镜折叠谐振腔的结构；所述光学传输系统、机械控制系统、成像系统、吸尘系统、温度系统、电源与控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的一种355nm紫外激光钻石切割设备，其特征在于：泵浦功率40W，泵浦波长808nm，腔内倍频包括LBO二倍频晶体和三倍频晶体；扩束镜为伽利略式三倍扩束镜，包括输入凹透镜和输出凸透镜，透镜两面镀有窄带增透膜；45度反射镜(11)为熔融石英基底，镀有高反膜。

3.根据权利要求1所述的一种355nm紫外激光钻石切割设备，其特征在于：机架(17)设置有上下两层，机架上层设置有可用于工件切割的通孔结构。

4.根据权利要求1所述的一种355nm紫外激光钻石切割设备，其特征在于：激光电源(4)设置于机架上层，激光电源(4)与激光器(7)电连接；激光器(7)设置于机架的上层，激光器(7)前端安装有扩束镜(8)；45度反射镜(11)通过支架设置于机架上，激光器(7)、扩束镜(8)及45度反射镜(11)设置于同一水平线上。

5.根据权利要求3所述的一种355nm紫外激光钻石切割设备，其特征在于：二维工作台(15)设置于机架(17)的下层，二维工作台(15)上安装有夹具，夹具设置于通孔结构的正下方；切割头(13)通过升降台(12)安装于机架的上层。

6.根据权利要求3所述的一种355nm紫外激光钻石切割设备，其特征在于：成像系统包括CCD(9)、CCD镜头(10)，成像系统通过支架安装于机架上层，并位于通孔结构上方；CCD(9)为640万高像素工业CCD摄像头。

7.根据权利要求1所述的一种355nm紫外激光钻石切割设备，其特征在于：吸尘系统包括吸尘器(2)及洗尘管(6)，吸尘器设置于机架的下层，洗尘管的下端与吸尘器相连接，洗尘管的上端延伸设置于工件切割工位处；吸尘器(2)为工业用吸尘器，功率为1500W,空气流量为1200m³/H。

8.根据权利要求1所述的一种355nm紫外激光钻石切割设备，其特征在于：控制系统包括计算机(1)及控制盒(5)，计算机(1)及控制盒(5)安装于机架上；计算机(1)安装有应用于钻石激光切割的软件；控制盒(5)包括USB接口通讯电路、外部扩展存储电路(SRAM)、D/A转换电路、PWM控制电路和直线电机电路。

9.一种利用权利要求1-8中任一项所述的一种355nm紫外激光钻石切割设备进行的钻石加工方法，其特征在于：该加工方法包括以下步骤：将需要进行切割的钻石夹置于夹具(14)中，切割头(7)发出激光，光束依次经过扩束镜的扩束作用，45度反射镜的反射作用，及切割头(13)的聚焦作用，使得高能量密度的光斑始终处于切口位置；控制系统控制二维工作台(15)上在X、Y方向运动，直到完成钻石的加工。

10.根据权利要求9所述的一种钻石加工方法，其特征在于：1064nm的激光形成方法是通过激光器将泵浦光聚焦到Nd:YAG激光晶体上，形成1064nm基频光，经过LBO二倍频晶体和三倍频晶体，采用II类临界相位匹配方式，获得5W的激光输出。