[发明专利]一种基于光束圆周扫描实现激光清洗的方法与装置

说明书

本发明公开了一种基于光束圆周扫描实现激光清洗的方法，将近似平行光束照射在旋转反射镜片，旋转反射镜片由电机带动旋转，焦斑形成扫描轨迹，实现圆周扫描。本发明还公开了一种基于光束圆周扫描实现激光清洗的装置，包括电机、旋转反射镜片，所述电机的下端连接有可旋转的旋转反射镜片，所述近似平行光束能够照射在旋转反射镜片上，所述旋转反射镜片将反射过来的光束进行反射，当电机旋转时，旋转反射镜片反射的光束形成扫描轨迹，实现圆周扫描。本发明扫描均匀，清洗效率高，成本低、寿命长、质量轻，利于便携式，整体结构简单稳定、易于实现。

技术领域

本发明涉及一种光束扫描设备，具体的说，涉及一种基于光束圆周扫描实现激光清洗的方法与装置，属于激光清洗等技术领域。

背景技术

激光清洗作为一种新型表面清洗技术，具有无机械接触、无基底损伤、绿色环保、运行成本低等优点，在模具清洗、电子元器件制备、文物保护与修复、除漆除锈等领域应用前景十分广阔。因此，激光清洗技术及设备的研究与开发已经引起国内外研究人员的高度关注。

激光清洗主要是利用了激光能量密度高的特性，即将一束聚焦激光束直接辐照污染物（或漆、锈等），使污染物产生熔化、气化或者震动等物理或化学变化，从而使污染物与被污染物体脱离。在对大面积污染物（或漆、锈等）进行清洗（或清除）时，为降低激光清洗设备成本或减小设备体积，通常是使单一光束在某一个方向上快速来回运动，使辐照光束在待清洗物表面形成线状光斑，然后再使线状光斑运动，从而达到对整个污染面进行清洗的目的。因此，如何给激光束设计一种速度快、效率高、寿命长、结构简单且成本低的一维扫描装置是推动激光清洗技术快速发展与应用的关键问题之一。

目前，使激光束快速扫描的装置及其实现方法主要有平台扫描、振镜扫描和转镜扫描三种，其工作原理及优缺点具体如下：

平台扫描。通过移动平台带动激光束或待清洗物体发生平面运动，使激光束与待清洗物体发生相对运动，从而达到清洗目的。该方式原理简单，但设备占用空间大，不利于实现便携式操作。

振镜扫描。该方式常用于激光加工与标刻系统，具体方法是将一束激光打到振镜上，通过振镜的来回快速摆动使反射光斑变成线状光斑。该方式比平台扫描方式占用体积小，扫描速度快。但是，来回快速摆动的运动方式不仅会限制振镜的摆动速度还会影响振镜电机的使用寿命。

多面转镜扫描。为克服振镜扫描存在的缺陷，多面转镜装置与技术在某些领域得到发展和应用。由于转镜是单方向转动，所以电机使用寿命长易于实现。但是，多面转镜也存在一定缺陷：其一，制作工艺要求高，造价高昂；其二，光束入射点（或反射点）随反射面的转动而变化，不利于光束的均匀辐照；其三，扫描范围（或角度）不易改变，因为转镜的扫面范围（或角度）由反射面的数目决定。需要转镜面数比较多。其四，当光束口径比较大时，多面转镜体积会很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种基于光束圆周扫描实现激光清洗的方法与装置，其扫描均匀，清洗效率高，成本低、寿命长、质量轻，利于便携式，整体结构简单稳定、易于实现。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于光束圆周扫描实现激光清洗的方法，将近似平行光束照射在旋转反射镜片，旋转反射镜片由电机带动旋转，焦斑形成扫描轨迹，实现圆周扫描。

一种优化方案，包括以下步骤，

步骤一：光束整形，由光纤出射的激光经光束整形系统后变为近似平行光束；

步骤二：将近似平行光束照射在旋转反射镜片，旋转反射镜片在旋转过程中保证近似平行光束能够照射在镜面上；

步骤三，旋转反射镜片将反射光束照射在场镜上，场镜将旋转反射镜片反射来的光束进行聚焦，当电机旋转时，电机带动旋转反射镜片旋转，焦斑形成扫描轨迹，实现圆周扫描。