[实用新型]一种集成同轴视觉的激光切割光学系统

说明书

本实用新型涉及一种集成同轴视觉的激光切割光学系统，包括激光器，所述激光器发射的激光束经由激光扩束系统、扫描振镜系统、长焦距场镜、反射镜传送至待加工幅面，所述反射镜反射的激光束的反向延长线上依次排列设置有双远心镜头和CCD相机，且所述反射镜、双远心镜头和CCD相机光学共轴。本实用新型的集成同轴视觉的激光切割光学系统可以实现大幅面的柔性材料进行精细切割，通过同轴视觉系统，能够对切割过程进行实时监测，对切割工艺进行精确控制，实现高精度和高效率激光切割的目的。

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，更具体地说，涉及一种集成同轴视觉的激光切割光学系统。

背景技术

柔性材料指具备一定柔软度、柔韧性的材料，是柔性电子的核心功能部件。柔性电子是指将有机、无机器件附着于柔性基底形成电路的新兴电子技术。相较于建立在坚硬基底上的传统硅基电子技术，柔性电子在保持高效光电性能、高集成度和高可靠性的前提下具备传统硅基电子无法比拟的柔软度与延展性，并已在新一代信息显示、存储计算、数据加密、生物传感、健康医疗、可再生能源等领域显示出巨大的应用潜力，是当今世界最有发展前景的信息技术之一。超薄柔性基底是柔性电子器件的重要构成要素，也是助力其实现柔性化的关键部件。鉴于柔性基底的材料特性与超高加工精度要求，传统机械加工方式已不再适用，通常采用光刻、电子束沉积、反应离子刻蚀等微加工手段对其进行精细化加工，但这些方法存在操作复杂、成本高昂、加工幅面大小有限等方面的不足。激光剥离技术是柔性电子器件制造领域运用较为广泛的激光加工技术，但该技术着力于实现器件从刚性基底材料上剥离并向柔性基底材料转运，并无涉及柔性材料的实质性加工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集成同轴视觉的激光切割光学系统，解决了现有技术中针对柔性基底材料满足超高精细化加工要求的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种集成同轴视觉的激光切割光学系统，包括激光器，所述激光器发射的激光束经由激光扩束系统、扫描振镜系统、长焦距场镜、反射镜传送至待加工幅面，所述反射镜反射的激光束的反向延长线上依次排列设置有双远心镜头和CCD相机，且所述反射镜、双远心镜头和CCD相机光学共轴。

在本实用新型的集成同轴视觉的激光切割光学系统中，所述激光器为飞秒激光器，且采用355nm波长，脉冲频率范围覆盖100-1000kHz。

在本实用新型的集成同轴视觉的激光切割光学系统中，所述激光扩束系统包括凹透镜和凸透镜，所述凹透镜和所述凸透镜依次排列设置在所述激光器的出光口。

在本实用新型的集成同轴视觉的激光切割光学系统中，所述扫描振镜系统包括依次反射激光束的X轴扫描振镜反射镜和Y轴扫描振镜反射镜、以及用于驱动所述X轴扫描振镜反射镜以第一基准位置为基础旋转的第一驱动器和用于驱动所述Y轴扫描振镜反射镜以第二基准位置为基础旋转的第二驱动器。

在本实用新型的集成同轴视觉的激光切割光学系统中，所述第一基准位置是所述X轴扫描振镜反射镜的反射面与激光束呈45°的位置，所述第二基准位置是所述Y轴扫描振镜反射镜的反射面与激光束呈45°的位置。

在本实用新型的集成同轴视觉的激光切割光学系统中，所述X轴扫描振镜反射镜的一端安装在所述第一驱动器的旋转轴上，所述Y轴扫描振镜反射镜的一端安装在所述第二驱动器的旋转轴上，且所述第一驱动器的旋转轴与所述第二驱动器的旋转轴相互垂直。

在本实用新型的集成同轴视觉的激光切割光学系统中，所述长焦距场镜用于接收所述Y轴扫描振镜反射镜反射的激光束，所述长焦距场镜与所述Y轴扫描振镜反射镜反射的激光束光学共轴。

在本实用新型的集成同轴视觉的激光切割光学系统中，所述反射镜安装在所述长焦距场镜的背离所述Y轴扫描振镜反射镜的一侧，所述反射镜的反射面与所述长焦距场镜的光轴的夹角为45°。