[发明专利]一种基于扫频OCT的高精度激光三维雕刻装置及方法

说明书

技术领域

本发明创造涉及激光雕刻技术领域，特别涉及一种基于扫频OCT 的激光三维雕刻装置及方法。

背景技术

硬质材料的激光三维雕刻技术首先通过对三维CAD模型进行离散分层切片，其次根据切片截面轮廓信息对模型进行三角剖分，生成扫描路径，然后由扫描装置控制激光束在基材表面进行选择性扫描刻蚀，形成该层的平面图形。工作台上升后，开始新一轮的切片与扫描；不断重复这个过程，逐层累积，直到整个模型切片完成，最后在雕刻母体上留下或阴或阳的三维图形。激光雕刻成形加工作为一种先进制造技术，目前已在许多领域得到应用。

现有激光三维雕刻技术难以实现高精度的雕刻，原因在于实际雕刻过程中无法控制激光雕刻的深度，导致雕刻过多或过少，误差大。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有的激光三维雕刻装置雕刻精度低，误差大。

本发明解决其技术问题的解决方案是，一方面：一种基于扫频 OCT的高精度激光三维雕刻装置，包括：激光雕刻系统，其特征在于，还包括：扫频OCT系统，所述扫频OCT系统的样品检测激光的焦点与所述激光雕刻系统的雕刻激光的焦点重合。

进一步，所述扫频OCT系统包括：扫频光源、分光器、反射镜、二维振镜装置、会聚透镜、探测装置、参考镜、计算机、Z轴步进电机，所述扫频光源用于发出扫频激光，所述分光器用于将所述扫频激光分为样品检测激光和参考激光，所述反射镜、二维振镜装置用于依次反射并将所述样品检测激光反射到所述会聚透镜中，所述会聚透镜用于将所述样品检测激光汇聚在待雕刻样品上，所述参考镜用于将所述参考激光反射，所述检测装置用于检测所述参考镜反射的参考激光和待雕刻样品反射的样品检测激光的干涉信号，并将所述干涉信号形成数字信号发送到所述计算机中，所述计算机用于根据所述数字信号控制所述Z轴步进电机。

进一步，所述分光器与所述反射镜之间设有滤波片。

进一步，所述分光器为2×2光纤耦合器，所述2×2光纤耦合器分别与所述扫频光源、探测装置、滤波片、参考镜光路连接。

进一步，所述探测装置包括：平衡探测器、1×2光纤耦合器，所述1×2光纤耦合器的输入端与所述2×2光纤耦合器光路连接，所述1×2光纤耦合器的输出端分别与所述平衡探测器的正向输入端和反向输入端光路连接。

进一步，本发明创造的装置还包括防震平台，所述防震平台一侧用于放置待雕刻样品，另一侧与所述Z轴步进电机的驱动轴连接。

另一方面，一种基于扫频OCT的高精度激光三维雕刻方法，所述方法基于扫频OCT的高精度激光三维雕刻装置，包括步骤：预设雕刻要求并根据要求建立三维CAD模型；根据所述三维CAD模型生成雕刻路线；根据所述雕刻路线控制二维振镜装置、Z轴步进电机移动；一旦雕刻处达到了预设的位置，立刻控制关闭激光雕刻光源，直至移至下一待雕刻处。

本发明的有益效果是：一方面，本发明的装置，包括扫频OCT 系统，所述扫频OCT系统的样品检测激光的焦点与所述激光雕刻系统的雕刻激光的焦点重合，将扫频OCT成像技术应用到激光三维雕刻技术上，从而提高激光三维雕刻装置的精准度，该装置可广泛应用在激光雕刻行业。

另一方面，本发明的方法基于本发明的装置，从而实现激光三维雕刻的高精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明创造装置的结构示意图；

图2是雕刻过程的流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1，参考图1，一种基于扫频OCT的高精度激光三维雕刻装置，包括：激光雕刻系统、扫频OCT系统，所述扫频OCT系统的样品检测激光的焦点与所述激光雕刻系统的雕刻激光的焦点重合。