[实用新型]一种二氧化碳激光优化膜切光学系统

说明书

一种二氧化碳激光优化模切的光学系统，该光学系统包括二氧化碳激光器、控制中枢和切割头，该光学系统还包括扩束镜、声光调制器、可调光阑和反射镜，沿着二氧化碳激光器的水平出光光路依次设置扩束镜、声光调制器和可调光阑，光路直射到与水平45°设置反射镜上，将水平光路反射为垂直光路进入切割头；其中控制中枢通过开关连接并控制二氧化碳激光器，该控制中枢通过信号连接并控制声光调制器的频率设定。本实用新型所提出的基于二氧化碳激光设备洗头工，构建了一套优化了工艺效果，能够实现窄脉宽、小熔边、小热效应去、高效的光学系统。而且相对皮秒紫外激光器成本低廉，更适合大批量工业量产。

【技术领域】

本实用新型涉及二氧化碳激光切割薄膜类材料技术领域，尤其涉及优化二氧化碳激光切割的光学系统。

【背景技术】

目前，应用于车载屏、显示屏、触控屏等领域的光学薄膜众多，市场需求量极大。目前用来加工切割这些不同材质的光学薄膜装备一般都是激光切割设备，而在行业内常见的激光切割设备中，又以配置了二氧化碳为激励介质的激光设备为最佳，是因为以二氧化碳为激励介质的激光可以产生9.3-10.6μm波长的激光，众多有机材料对于该波长范围内的光束吸收率较高；所以二氧化碳激光设备应用切割头拥有可以随机异形切割的特点，所以在需要光学薄膜作为显示屏的车载屏、显示屏和触控屏等领域中，二氧化碳激光器得到广泛的应用。

然而，随着显示、车载、穿戴等设备外观要求以及工艺制程的优化，对激光膜切工艺效果逐步提高，当膜切要求将热效应做到100μm以下甚至50μm 的要求时，传统的二氧化碳激光加工方法由于其脉冲宽度较大，而且光斑形貌较差等原因，已不能达到该工艺要求。目前市场已出现应用皮秒紫外激光器应用于该市场，但是成本居高不下，而且由于功率相对较低，效率仅有二氧化碳激光的1/3，并不具备大批量工业量产的可能性。

【发明内容】

本实用新型针对以上问题提出了一种基于二氧化碳激光设备基础上，构建一套优化其工艺效果，能实现窄脉宽、小熔边、小热效应区、高效的光学系统。

本实用新型所述涉及一种二氧化碳激光优化模切的光学系统，该光学系统包括二氧化碳激光器、控制中枢和切割头，其特征在于，该光学系统还包括扩束镜、声光调制器、可调光阑和反射镜，沿着二氧化碳激光器的水平出光光路依次设置扩束镜、声光调制器和可调光阑，光路直射到与水平45°设置反射镜上，将水平光路反射为垂直光路进入切割头；其中控制中枢通过开关连接并控制二氧化碳激光器，该控制中枢通过信号连接并控制声光调制器的频率设定。

该切割头包括两个部分，分别是前端聚焦镜F50和后端喷嘴，其前端是入光部分，而后端是出光部分。

该切割头的聚焦镜将光束压缩到0.1mm以内，而喷嘴内具有充入其中压缩空气或者是氮气，冷却与去除粉尘，以起到光路保护的作用。

该二氧化碳激光器是波长为9.3μm型号为Ti60二氧化碳激光器。

该声光调制器是可透过光束直径大于6mm，波长范围在9.3μm及9.6μm 的I-M041-xC11x-P5-GH77的声光调制器，该声光调制器调节其光束脉宽至 100ns@60KHz。

该扩束镜是BE-9.3-D20：71-4x将光束扩束到10mm。

该可调光阑是减小二氧化碳激光光束外围低能量密度部分，不会因为外围低能量密度的光束造成对膜材的热熔或者变质的光阑。

该控制中枢是工业电脑或者智能控制中心MCU。

本实用新型所提出的基于二氧化碳激光设备洗头工，构建了一套优化了工艺效果，能够实现窄脉宽、小熔边、小热效应去、高效的光学系统。而且相对皮秒紫外激光器成本低廉，更适合大批量工业量产。

【附图说明】

图1是本实用新型一种二氧化碳激光优化模切光学系统的结构示意图；