[实用新型]一种超硬材料切割横截面的激光抛光装置

说明书

本实用新型公开了一种超硬材料切割横截面的激光抛光装置，包括可沿X轴和Y轴方向移动的XY平台以及两组对称设于XY平台上方的第一激光抛光装置和第二激光抛光装置；所述第一激光抛光装置包括竖直设于XY平台上方的第一激光烧蚀头、用于发射激光的纳秒激光器以及将激光传输入第一激光烧蚀头内的第一光路传导镜组；所述第二激光抛光装置包括竖直设于XY平台上方的第二激光烧蚀头、用于发射激光的飞秒激光器以及将激光传输入第二激光烧蚀头内的第二光路传导镜组。本实用新型中在激光抛光装置内设计有双激光系统，从而采用单一的激光抛光装置即可完成不同的激光加工，具有结构简单、加工操作方便和适用性广的特点。

技术领域

本实用新型属于激光抛光技术领域，具体涉及一种超硬材料切割横截面的激光抛光装置。

背景技术

超硬材料(Superhard Material)，顾名思义，是指硬度特别高的材料，比如金刚石、立方氮化硼(PCBN)、碳化硅以及一些硬质合金等。超硬材料适于用来制造加工其它材料的工具，尤其是在加工硬质材料方面，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位。

正是因为超硬材料的高硬度特点，传统机械加工这种材料具有非常大的挑战，激光加工作为一种新型加工技术，具有高效率、高柔性等优点，非常适合超硬材料的切割，但激光切割超硬材料的横截面会产生很多条纹，一般是不希望存在的，所以去除条纹并抛光也需要通过激光实现；它通过一个聚焦的激光束斑作用在粗糙的原始材料表面，造成材料表面凸起薄层的熔化和蒸发。熔化的材料，由于材料本身的表面张力和重力的作用发生流动，填补材料表面凹陷处并发生凝固，最终得到理想的抛光材料表面，激光在材料表面抛光应用具有其潜在的各种优势，其不仅具有可选择的抛光速度，无化学污染，抛光过程可检测性，而且是一种非接触加工方法，可以通过计算机来控制，对于复杂的材料表面几何，激光抛光也能快速实现微米尺度的抛光，并且对于不同的材料表面，激光可以选择不同的输出能量和频率特性；但现有的激光抛光装置对切割横截面的抛光效果不理想且适用性差，一般为单激光系统，在需要使用两种或两种以上激光系统进行加工时，需要在多个激光抛光装置来回加工，整体加工步骤繁琐且复杂。

实用新型内容

本实用新型目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种超硬材料切割横截面的激光抛光装置，其内设计有双激光系统，从而采用单一的激光抛光装置即可完成不同的激光加工，具有结构简单、加工操作方便和适用性广的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超硬材料切割横截面的激光抛光装置，包括可沿X轴和Y轴方向移动的XY平台以及两组对称设于XY 平台上方的第一激光抛光装置和第二激光抛光装置；所述第一激光抛光装置包括竖直设于XY平台上方的第一激光烧蚀头、用于发射激光的纳秒激光器以及将激光传输入第一激光烧蚀头内的第一光路传导镜组；所述第二激光抛光装置包括竖直设于XY平台上方的第二激光烧蚀头、用于发射激光的飞秒激光器以及将激光传输入第二激光烧蚀头内的第二光路传导镜组。

进一步的，所述纳秒激光器和飞秒激光器朝相反方向水平设置，所述第一光路传导镜组和第二光路传导镜组均包括两个呈45度角倾斜并相对设置的第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜用于接收纳秒激光器或飞秒激光器发出的激光束并将激光束纵向传输至第二反射镜，所述第二反射镜用于接收第一反射镜传输来的激光束并将激光束横向传输至第一激光烧蚀头或第二激光烧蚀头。

进一步的，所述第一反射镜与纳秒激光器和飞秒激光器之间均设有扩束镜。

进一步的，所述第一激光烧蚀头或第二激光烧蚀头均包括由上往下依次设置的扫描振镜和场镜，通过所述扫描振镜接收所述第二反射镜传输来的激光束。

进一步的，所述纳秒激光器采用波长为515～532nm的绿光或1030～1064nm 的红外光，脉宽为50～100ns，频率100～300KHz；所述飞秒激光器采用波长为 515～532nm的绿光或1030～1064nm的红外光，脉宽为50～900fs，频率150～1000KHz。