[发明专利]一种激光同步扫描加工群孔系统及扫描方法

权利要求书

1.一种多脉冲激光同步扫描加工群孔系统，其特征在于，包括：工控机（1）、激光发生装置（2）、光束整形器（3）、反射振镜组件（4）、多边形转镜组件（6）、f-θ聚焦透镜组（7）、激光加工吹起装置（8）、激光加工吸尘装置（9）以及激光加工吸附平台（11）；

激光加工吸附平台（11）上设有激光加工靶材（10）；

激光加工靶材（10）的上方设有激光加工吹起装置（8）和激光加工吸尘装置（9）；

激光发生装置（2）与光束整形器（3）匹配连接，光束整形器（3）的光束出光孔与多边形转镜组件（6）的输入端相匹配设置，多边形转镜组件（6）的输出端与反射振镜组件（4）的输入端水平共线，反射振镜组件（4）的输出端与f-θ聚焦透镜组（7）的输入端垂直共线，f-θ聚焦透镜组（7）的输出端与激光加工靶材（10）相匹配设置；

多边形转镜组件（6）设有扫描电机和与扫描电机输出轴连接的多边扫描转镜；

反射振镜组件（4）设有激光振镜，激光振镜连接有连接轴（5），连接轴（5）与调节电机连接，调节电机调节激光在激光加工靶材（10）角度；

工控机（1）通过与激光发生装置连接，控制激光发生装置发出激光，同时通过与多边形转镜组件（6）的扫描电机连接，控制扫描电机运行，并带动多边扫描转镜以预设的转速旋转，通过与扫描电机和调节电机连接控制多边扫描转镜和激光振镜的旋转频率和偏转角度；

工控机（1）还控制激光脉冲重复频率与多边扫描转镜的扫描同步，并且每一个孔每次扫描只通过一个脉冲；打孔所需要的脉冲个数取决于扫描次数。

2.根据权利要求1所述的多脉冲激光同步扫描加工群孔系统，其特征在于，

工控机（1）设置有数字控制模块和控制面板；控制面板获取用户输入的扫描加工控制指令，并将系统的运行信息进行显示；

数字控制模块根据用户输入的扫描加工控制指令，通过可编程逻辑门阵列实现激光脉冲信号相位移动的锁相控制完成信号的同步；控制激光脉冲重复频率，多边扫描转镜扫描的位置信息。

3.根据权利要求1或2所述的多脉冲激光同步扫描加工群孔系统，其特征在于，

激光加工吹起装置（8）和激光加工吸尘装置（9）对称的设置在激光加工吸附平台（11）上；

激光加工吹起装置（8）为U形吹尘管；

激光加工吸尘装置（9）为U形吸尘管；

U形吸尘管的出气端通过激光加工吸附平台（11）内部的管道连接至抽风机；U形吸尘管的进气端设置在f-θ聚焦透镜组（7）与激光加工靶材（10）之间；

U形吹尘管的出气端设置在f-θ聚焦透镜组（7）与激光加工靶材（10）之间；U形吹尘管的进气端通过激光加工吸附平台（11）内部的管道连接至吹风机。

4.根据权利要求1或2所述的多脉冲激光同步扫描加工群孔系统，其特征在于，

激光发生装置（2）的输出功率为1kW、脉冲重复频率1MHz、单脉冲能量为1mJ。

5.根据权利要求1或2所述的多脉冲激光同步扫描加工群孔系统，其特征在于，

光束整形器（3）包括：光束透镜和光束反射镜；光束整形器（3）用来对激光发生装置（2）发出激光进行扩束整形，使发出的激光打在多边扫描转镜表面上。

6.根据权利要求1或2所述的多脉冲激光同步扫描加工群孔系统，其特征在于，

工控机（1）控制扫描电机运行，并带动多边扫描转镜匀速转动，转速最高达到1000 m/s；

f-θ聚焦透镜组（7）的焦距420mm。

7.根据权利要求1或2所述的多脉冲激光同步扫描加工群孔系统，其特征在于，

多边形转镜组件（6）采用德国moewe公司的多边扫描镜。

8.根据权利要求1或2所述的多脉冲激光同步扫描加工群孔系统，其特征在于，

光束整形器（3）采用伽利略式结构，激光束为高斯光束，经过聚焦透镜聚焦后光斑半径40μm，M²=1.2并实现激光能量的均匀分布。