[发明专利]CO2激光束抛光装置

摘要

一种CO2激光束抛光装置，包括脉冲或连续CO2激光器及激光功率控制系统、光束整形系统、自动聚焦系统、扫描系统、温控和四维平台联动系统。本发明是利用激光加工技术与自动化控制技术相结合，对光学元件进行高精度抛光的装置。本发明可广泛应用于各种面形的光学元件，如平面、球面、非球面等，特别是小型复杂面形。

主权项

一种CO2激光束抛光装置，其特征是包括脉冲或连续CO2激光器及激光能量控制系统(1)、光束整形系统(2)、自动聚焦系统(3)、扫描系统(4)、温控及四维平台联动系统(5)；所述的脉冲或连续CO2激光器及激光能量控制系统(1)由连续或者脉冲CO2激光器光源(1‑1)、小孔(1‑2)、衰减片(1‑3)、快门(1‑4)和透镜(1‑5)组成，所述的光束整形系统(2)由扩束镜(2‑1)、空间光调制器(2‑2)、第一双胶合消色差透镜(2‑3)、第二双胶合消色差透镜(2‑4)、位于该空间光调制器(2‑2)傅里叶频谱面上的针孔(2‑5)和第一反射镜(2‑6)组成，所述的自动聚焦系统(3)由聚焦物镜(3‑1)、分光镜(3‑2)、离轴二象限信号探测器(3‑3)、与该离轴二象限信号探测器(3‑3)相连的信号处理器(3‑4)、与该信号处理器(3‑4)相连的微位移执行器(3‑5)组成，所述的扫描系统(4)包括第二反射镜(4‑1)、扩束镜(4‑2)、f·θ透镜(4‑4)以及由X轴可旋转的反光镜(4‑3‑1)和Y轴可旋转的反光镜(4‑3‑2)组成的扫描器(4‑3)，所述的温控及四维平台联动系统(5)包括四维平台(5‑2)、放置在该四维平台(5‑2)上的温度控制器(5‑1)、以及控制该四维平台(5‑2)移动的联动控制系统(5‑3)；上述元件位置关系如下：所述的脉冲或连续CO2激光器(1‑1)的输出激光依次经过同光轴的小孔(1‑2)、衰减片(1‑3)、快门(1‑4)、透镜(1‑5)、扩束镜(2‑1)和空间光调制器(2‑2)，经该空间光调制器(2‑2)反射的光束依次经过同光轴的第一双胶合消色差透镜(2‑3)、针孔(2‑5)、第二双胶合消色差透镜(2‑4)和第一反射镜(2‑6)，经该第一反射镜(2‑6)反射的光路入射到所述的第二反射镜(4‑1)，并被该第二反射镜(4‑1)反射，反射光束依次经过竖直方向的同光轴的f·θ透镜(4‑4)和扩束镜(4‑2)，入射到所述的X轴可旋转的反光镜(4‑3‑1)，经该X轴可旋转的反光镜(4‑3‑1)反射，进入Y轴可旋转的反光镜(4‑3‑2)，经该Y轴可旋转的反光镜(4‑3‑2)反射，垂直依次进入分光镜(3‑2)和聚焦物镜(3‑1)，该聚焦物镜(3‑1)将光束垂直辐射辐照到放置于所述温度控制器(5‑1)的样品上；经样品表面反射，反射光依次经聚焦物镜(3‑1)和分光镜(3‑2)后，由离轴二象限探测器(3‑3)采集，并传输至信号处理器(3‑4)，经信号处理器(3‑4)运算产生驱动信号，从而驱动微位移执行器(3‑5)的上下微动，该驱动微位移执行器(3‑5)与聚焦物镜(3‑1)相连，从而带动该聚焦物镜(3‑1)进行动态的离焦补偿。