[发明专利]一种激光钻孔与钻孔填充系统及方法

摘要

本发明公开了一种激光钻孔与钻孔填充系统及方法，所述的系统包括激光光源模块、入射光束旋转运动模块、光束旋转角度压缩倍率可调模块和激光聚焦与焦点切换模块。本发明引入了光束旋转角度压缩倍率可调模块，使得激光高速旋转时，调整光束旋转角度压缩倍率可调模块的光束旋转角度压缩倍率，实现聚焦光束的聚焦焦点的旋转运动轨迹直径的调整，使得聚焦焦点旋转运动轨迹直径与钻孔孔径可调完美结合；以及引入扩束倍率补偿模块，使得光束旋转角度压缩倍率可调模块对入射旋转光束进行旋转角度压缩时，对应的改变了入射旋转光束的入口光斑直径，保障了聚焦光束的聚焦焦点光斑直径的稳定，有利于激光加工工艺的稳定和加工效果。

主权项

一种激光钻孔与钻孔填充系统，其特征在于，包括激光光源模块、入射光束旋转运动模块、光束旋转角度压缩倍率可调模块和激光聚焦与焦点切换模块；所述激光光源模块，用于产生入射光束，并入射所述入射光束旋转运动模块；所述入射光束旋转运动模块，用于对入射光束进行旋转调制以输出旋转光束，形成绕所述入射光束的光轴进行旋转的第一光束，所述第一光束入射所述光束旋转角度压缩倍率可调模块，其中，所述第一光束光轴旋转全角小于30毫弧度；所述入射光束旋转运动模块包括至少一个激光光束旋转单元，所述激光光束旋转单元包括旋转透射光学元件和用于带动所述旋转透射光学元件作旋转运动的驱动装置；所述光束旋转角度压缩倍率可调模块，用于对第一光束进行扩束并对所述第一光束的空间旋转角度进行压缩，输出旋转角度压缩的第二光束并入射所述激光聚焦与焦点切换模块；所述激光聚焦与焦点切换模块，用于对所述第二光束进行聚焦，以形成聚焦光束，并控制所述聚焦光束的聚焦焦点在不同加工单元之间进行切换或者在一个加工单元处对所述聚焦光束的聚焦焦点扫描运动进行辅助运动控制；其中，针对不同孔径的通孔钻孔，所述光束旋转角度压缩倍率可调模块对所述第一光束的空间旋转角度进行压缩，获得与通孔孔径对应空间旋转角度的第二光束；当所述光束旋转角度压缩倍率可调模块采用不同的旋转角度压缩倍率对所述第一光束的空间旋转角度进行压缩时，所述聚焦光束的聚焦焦点中心的圆形旋转轨迹的直径不同；针对盲孔钻孔，所述光束旋转角度压缩倍率可调模块对所述第一光束的空间旋转角度进行连续压缩，使得所述聚焦光束的聚焦焦点运动轨迹为螺旋线或者近似螺旋线；或者，所述光束旋转角度压缩倍率可调模块对所述第一光束的空间旋转角度进行多次离散压缩，使得所述第二光束在盲孔钻孔阶段形成多个旋转角度，进而使得所述聚焦光束的聚焦焦点获得对应的同心圆轨迹。