[实用新型]带扫描振镜的激光加工系统的高精度高放大倍率成像装置

说明书

本实用新型属于激光加工技术领域，公开了一种带扫描振镜的激光加工系统的高精度高放大倍率成像装置，设置有双色飞秒激光器；所述双色飞秒激光器发出激光光束，依次经过扩束模块、二维双轴扫描振镜、场镜，聚焦在位于数控移动平台上的加工样品上；所述数控移动平台的上方设置有由电动控制移动夹具夹持的点光源高反镜；所述点光源高反镜的一侧设置有成像装置；所述成像装置包括点光源、点光源半透半反镜片、可变焦距镜组、成像CCD；所述可变焦距镜组与成像CCD与计算机无线连接。本实用新型能够最大限度的提高昂贵器件的使用率，降低系统造价，提供最高的图像分辨率和最高质量的成像。

技术领域

本实用新型属于激光加工技术领域，尤其涉及一种带扫描振镜的激光加工系统的高精度高放大倍率成像装置。

背景技术

激光加工与加工效果测试是激光加工领域亟需解决的技术难题之一。处在工业链低端的激光打标机依靠人眼识别来判断加工效果，人眼判断不仅仅是离线的方式，而且分辨率不高。针对微米尺寸精度的图案，无法再用人眼来判断，需要追求高精度的图像识别方式。世界著名的德国扫描振镜生产厂家Scanlabs提供了一款与扫描振镜结合的图像检测方式，他们在扫描振镜与激光器之间增加了一个成像和照明模块，但受到扫描振镜场镜的限制，放大倍数较低，因此分辨率不高。这种结构的图像分辨率受限的主要因素就是场镜的焦距。场镜的焦距一般为160mm、120mm、100mm、80mm、60mm，作为显微成像的物镜来说焦距太大，不能实现高分辨率的成像。激光加工系统的加工效果测试另外一个难点是激光焦平面与成像焦平面不重合：一束准直的激光束的焦点在激光焦平面上；而按照成像原理，焦平面不可能有清晰的图像，像平面在一倍焦距与二倍焦距之间，像平面总是大于焦平面的。

为了解决这些技术问题，提出了非共线的思路：激光光路与成像光路采用非共线的方式，优点是能够独立调节成像焦平面的位置，使得激光加工聚焦系统的焦平面与成像光学的像平面重合。其次，对成像光学具有更大的设计灵活性，可以采用焦距更短的成像物镜。

短脉冲激光器价格昂贵，双波长输出的产品成熟且常见，相对单波长输出的飞秒激光器价格相差不大，但是用于激光加工中的飞秒激光器大多选择单色输出，这使得用户在加工料中可选材料远不及双色激光器范围广，大大影响昂贵仪器的利用率。并且用于成像系统中的照明光的波长和用于加工玻璃等材料的激光(一般为绿光)波长相近，若选择镀膜来保证激光的高透和照明光的高反，难度大，费用高；若采用一个镜片实现双色激光的高透和点光源的高反，因镜片前后表面的镀膜影响，最终的成像将会出项“重影”，无法进行加工效果测试。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)放大倍率的问题：带扫描振镜的系统，传统方式是利用扫描振镜的场镜来作为成像的物镜，由于场镜焦距大，所以成像的放大倍率低，分辨率低。

(2)双色激光加工系统中，样品原位测量面临的问题，双色加工系统中，假如想要不移动样品原位或者实时测量加工效果，那么需要满足激光高透照明光高反的双色镜，使用镀膜来同时保证多色激光的高透和照明光的高反，镀膜难度大，费用高，而且会产生重影，影响成像效果。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种带扫描振镜的激光加工系统的高精度高放大倍率成像装置。

本实用新型是这样实现的，一种带扫描振镜的激光加工系统的高精度高放大倍率成像装置，所述带扫描振镜的激光加工系统的高精度高放大倍率成像装置设置有：激光加工装置，高放大倍率成像装置；

所述激光加工装置的激光器发出激光光束，依次经过扩束模块、二维双轴扫描振镜、场镜，聚焦在位于数控移动平台上的加工样品上；

所述高放大倍率成像装置包括点光源、点光源半透半反镜片、可变焦距镜组、成像CCD；以及电动控制伸缩反射镜；

所述数控移动平台的上方设置有由电动控制伸缩反射镜；所述可变焦距镜组与成像CCD与计算机通过有线或无线连接。