一種錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及激光加工裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備。
【背景技術(shù)】
[0002]激光加工的基本原理就是將激光聚焦在材料表面，使激光與材料的相互作用，激光光束的高斯分布以及激光與物體相互作用的機制，激光與材料作用后在物體上形成正錐形激光鉆孔。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，使用高斯光束加工，要實現(xiàn)零錐度或倒錐溝槽加工，激光光束要傾斜入射到樣品表面。有兩種基本的辦法:一種是傾斜樣品，另外一種是傾斜激光光束。傾斜樣品會給加工帶來很大的不方便。因此傾斜激光光束的方發(fā)被廣泛采用。目前解決這類問題的方法都有其不足之處。首先，價格高，因為特殊的光學模組很難與常規(guī)的激光加工系統(tǒng)集成，必須單獨使用。其二，系統(tǒng)復雜，使用多個光學器件，要達到加工的要求，需要兩套對兩軸piezo-振鏡或Gavo-振鏡。其三，調(diào)節(jié)難度大，由于此特殊光學模組的位置在透鏡之前，因此任何偏差會導致在焦點出的偏差。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種可實現(xiàn)零錐度和倒錐溝槽的激光加工裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中零錐度激光加工裝置集成不方便，加工過程復雜的問題。同時，通過一光束旋轉(zhuǎn)模組來實現(xiàn)光束的自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)，以獲得更高的激光鉆孔質(zhì)量及鉆孔效率。
[0005]為達到上述目的，本實用新型所提出的技術(shù)方案為:
[0006]本實用新型的一種錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備，其特征在于，沿激光照射方向線路依次包括:一光束旋轉(zhuǎn)模組；一聚焦透鏡；一第一楔形光學玻璃基板和一第二楔形光學玻璃基板，轉(zhuǎn)動裝置，所述轉(zhuǎn)動裝置連接于所述第一楔形光學玻璃基板和第二楔形光學玻璃基板；其中，激光依次通過所述光束旋轉(zhuǎn)模組、聚焦透鏡、第一楔形光學玻璃基板和第二楔形光學玻璃基板對激光光束進行聚焦及動態(tài)掃描之后作用于待加工件，并且，第一楔形光學玻璃基板和第二楔形光學玻璃基板受控所述轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)動，以改變激光照射線路。
[0007]其中，所述的光束旋轉(zhuǎn)模組自轉(zhuǎn)或沿一中心軸公轉(zhuǎn)。
[0008]其中，所述的光束旋轉(zhuǎn)模組與聚焦透鏡之間還設有一激光反射裝置，以改變激光光束照射角度。
[0009]其中，所述的激光反射裝置為一平面反射鏡。
[0010]其中，所述的激光反射裝置由第一振鏡和第二振鏡組成。
[0011]其中，所述的第一楔形光學玻璃基板和第二楔形光學玻璃基板的厚度為I至10毫米。
[0012]其中，所述的楔形光學玻璃基板的轉(zhuǎn)動裝置為一振鏡電機。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該實用新型解決現(xiàn)有特殊的光學模組的不足之處，具體體現(xiàn)在:
[0014]由于楔形光學模組放在聚焦透鏡的后方，可與常規(guī)的激光加工系統(tǒng)集成，提高適用性，從而大大降低設備制備成本。使用兩個毫米量級厚的楔形光學玻璃片，不占有大的空間，尤其當使用短焦距透鏡時所允許的短的工作距離。由于此楔形光學模組放在聚焦透鏡的后方，因此此楔形光學模組的光路的調(diào)節(jié)不會影響聚焦透鏡前的光路，光學調(diào)節(jié)變得系相對容易。此楔形光學鏡片可放在振鏡電機上以實現(xiàn)快速入射角度調(diào)節(jié)。兩個楔形光學鏡片彼此協(xié)調(diào)可以達到所需要加工形狀和錐度。另外，采用光束旋轉(zhuǎn)模組裝置可以實現(xiàn)光束在加工過程中的旋轉(zhuǎn)，解決了光束偏振方向?qū)す忏@孔質(zhì)量的影響，而且可以通過光束公轉(zhuǎn)改變鉆孔路徑，加快鉆孔效率，改善鉆孔質(zhì)量。除此之外，在需要微孔(微米量級)加工時可以只采用光束旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)加工，不需要平臺或振鏡運動，提高鉆孔質(zhì)量。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備的第一實施方式結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為本實用新型錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備的楔形光學玻璃基板連接轉(zhuǎn)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實用新型錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實用新型錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備的零錐度結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖5為本實用新型錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備的倒錐溝槽結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖6為本實用新型錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備的光學旋轉(zhuǎn)模組部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下參考附圖，對本實用新型予以進一步地詳盡闡述。
[0022]請參閱圖1至附圖5，本實用新型一種錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備，有一激光發(fā)射裝置，沿激光照射方向線路依次包括:一光束旋轉(zhuǎn)模組I ;一聚焦透鏡3 ;—第一楔形光學玻璃基板41 ;一第二楔形光學玻璃基板42 ;其中，激光依次通過所述光束旋轉(zhuǎn)模組1、聚焦透鏡3、第一楔形光學玻璃基板41和第二楔形光學玻璃基板42作用于待加工件，并且，所述的第一楔形光學玻璃基板41和第二楔形光學玻璃基板42受控轉(zhuǎn)動裝置，從而改變激光照射線路，從而實現(xiàn)鉆孔加工。
[0023]其中，所述的光束旋轉(zhuǎn)模組采用自轉(zhuǎn)或繞著一中心公轉(zhuǎn)。在所述的光束旋轉(zhuǎn)模組與一馬達裝置連接帶動其轉(zhuǎn)動，光束旋轉(zhuǎn)裝置可以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)半徑，即可以實現(xiàn)光束自轉(zhuǎn)或以一給定半徑旋轉(zhuǎn)。從而減少激光因偏振導致鉆孔質(zhì)量不高的問題，同時，可以通過光束公轉(zhuǎn)實現(xiàn)鉆孔加工路線的改變，以獲得更高效的鉆孔加工。且在鉆微孔(微米量級)時，可以直接通過光束的公轉(zhuǎn)實現(xiàn)鉆孔，無需設計加工路徑，無需平臺和振鏡運動，使得激光鉆孔效率更高、質(zhì)量更高。請參閱附圖1，附圖1為第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可見，該錐度可控的高質(zhì)量鉆孔加工設備包括:一激光發(fā)射裝置，從該激光發(fā)射裝置發(fā)射的出激光光束的線路上依次設有:一動態(tài)可調(diào)節(jié)的透鏡1，一平面反射鏡2，該平面反射鏡2為激光反射裝置的其中一種結(jié)構(gòu)。經(jīng)過所述平面反射鏡2反射之后的激光光束改變直線出射方向，彎折之后的激光光束進入設于所述平面反射鏡2后方的一聚焦透鏡3，所述聚焦透鏡3的后方設有一第一楔形光學玻璃基板41，所述第一楔形光學玻璃基板41的一側(cè)通過一連接件連接于一轉(zhuǎn)動裝置，通過所述轉(zhuǎn)動裝置帶動所述第一楔形光學玻璃基板41的在X-Z平面內(nèi)繞Z軸高速轉(zhuǎn)動，由所述第一楔形光學玻璃基板41的楔形結(jié)構(gòu)對激光光束進行折射，從而動態(tài)改變激光光束的雕刻位置。同時，所述的第一楔形光學玻璃基板41的正后方還設有一第二楔形光學玻璃基板42，并且，所述的第二楔形光學玻璃基板42的一側(cè)也連接有一轉(zhuǎn)動裝置，通過該轉(zhuǎn)動裝置的帶動使第二楔形光學玻璃基板42轉(zhuǎn)動，通過楔形結(jié)構(gòu)改變激光光束的前進線路，從而改變激光光束雕刻的位置。激光光束隨著楔形光學玻璃基板41、41裝置的運動，從而實現(xiàn)了再待加工件上加工出任意錐度的孔，包括無錐度和倒錐度的孔。一待加工件5位于所述第二楔形光學玻璃基板42的后方，通過同時調(diào)節(jié)第一楔形光學玻璃基板41和第二楔形光學玻璃基板42的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)在待加工件5上的鉆孔50的加工。其中，所述的光束旋轉(zhuǎn)模組I，用于旋轉(zhuǎn)激光光束，可實現(xiàn)光束的自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)，確保聚焦光斑的質(zhì)量，從而獲得更高的鉆孔質(zhì)量。同時，可以通過光束公轉(zhuǎn)實現(xiàn)鉆孔