一种激光加工装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种激光加工装置及系统，包括激光器、激光振镜、物镜、加工平台及控制系统，其中，激光器用于发射激光光束；激光光束依次通过激光振镜和物镜后聚焦于固定在加工平台上的待加工物体的预设位置；控制系统用于将预设线排轨迹定位至待加工物体的预设位置，并依据与预设线排轨迹相应的轨迹信息生成控制信号，激光振镜依据控制信号进行逐线扫描，使聚焦于纤芯位置的激光光束对待加工物体进行刻写。可见，本实用新型专利技术实施例通过逐线扫描的方式对待加工物体的预设位置进行刻写，在对待加工物体进行精确刻写的过程中无需对待加工物体进行移动，从而降低对设备精确度的要求，降低了制作成本和难度，提高了生产质量。

【技术实现步骤摘要】
一种激光加工装置及系统
本技术实施例涉及光纤光栅
，特别是涉及一种激光加工装置及系统。
技术介绍
光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光纤光栅具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。其中，光纤从外之内分别为涂覆层、包层和纤芯，在激光加工之前需要先采用线钳将光纤的涂覆层剥去，仅留纤芯和包层，在利用激光沿光纤轴线方向逐点照射在光纤上，使纤芯和包层之间产生折射率之差，从而产生具有一定周期的光纤光栅。目前，在光纤光栅的制备过程中，通常采用逐点写入的方法将聚焦后的激光光束沿光纤轴线方向逐点曝光，以形成光栅，并且每写一个条纹光栅就需要移动一定距离，在移动光栅过程中需要采用精密控制机构控制光纤的运动位移，且为了将微米量级的激光光斑聚焦在纤芯中心(即纤芯)，以及刻写过程中要保证设备与光纤轴线移动方向的平行，故，现有技术中对聚焦系统的定位精度、位移平台以及用来固定光纤的装夹的精度要求均非常高，若在写入过程中稍有偏差，光栅写入位置就会偏离所需方向，造成报废，从而使光纤光栅的制作的成本增高、难度加大。因此，如何提供一种解决上述技术问题的激光加工装置及系统成为本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本技术实施例的目的是提供一种激光加工装置及系统，在使用过程中降低了对设备精确度的要求，从而降低光纤光栅的制作成本和难度，提高了成栅质量。为解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种激光加工装置，包括激光器、激光振镜、物镜、用于固定光纤的加工平台及控制系统，其中：所述激光器用于发射激光光束；所述激光光束依次通过所述激光振镜和所述物镜后聚焦于固定在所述加工平台上的待加工物体的预设位置；所述控制系统用于将预设线排轨迹定位至所述待加工物体的预设位置，并依据与所述预设线排轨迹相应的轨迹信息生成控制信号，所述激光振镜依据所述控制信号进行逐线扫描，使聚焦于所述预设位置的激光光束对所述待加工物体进行刻写，以形成相应的光栅；其中，所述待加工物体为光纤，所述预设位置为纤芯位置。可选的，还包括平顶光束整形器，所述激光器发射的激光光束经过所述平顶光束整形器射入至所述激光振镜的入射端。可选的，所述平顶光束整形器包括开普勒型非球面模组、第一定倍扩束镜模组和第二定倍扩束镜模组；所述激光器发射的激光光束依次通过所述开普勒型非球面模组、所述第一定倍扩束镜模组和所述第二定倍扩束镜模组后射入至所述激光振镜的入射端。可选的，在所述平顶光束整形器和所述激光振镜之间还包括第一反射镜、衰减片和第二反射镜，所述平顶光束整形器射出的激光光束依次经过所述第一反射镜、所述衰减片和所述第二反射镜后射入至所述激光振镜的入射端。可选的，还包括介质层，所述激光光束在经过物镜后通过所述介质层聚焦于所述光纤的纤芯位置，所述介质层与所述激光光束的接触面为平面，所述介质层的折射率与所述光纤包层的折射率之差小于预设值。可选的，所述介质层包括毛细管和浸液层，所述光纤穿过所述毛细管的孔道后固定于所述加工平台上，所述浸液层位于所述光纤外壁与所述孔道内壁之间；所述毛细管中与所述激光光束接触的外表面为平面。可选的，所述介质层包括玻璃管，所述光纤穿过所述玻璃管的孔道后固定于所述加工平台上，所述玻璃管的孔道半径与所述光纤半径相同；所述玻璃管中与所述激光光束接触的外表面为平面。可选的，所述物镜为油浸显微物镜。可选的，所述激光器为皮秒激光器。本技术实施例还提供了一种激光加工系统，包括如上述所述的激光加工装置。本技术实施例提供了一种激光加工装置及系统，包括激光器、激光振镜、物镜、用于固定光纤的加工平台及控制系统，其中激光器用于发射激光光束；激光光束依次通过激光振镜和物镜后聚焦于固定在加工平台上的待加工物体的预设位置；控制系统用于将预设线排轨迹定位至待加工物体的预设位置，并依据与预设线排轨迹相应的轨迹信息生成控制信号，激光振镜依据控制信号进行逐线扫描，使聚焦于预设位置的激光光束对待加工物体进行刻写，以形成相应的光栅；其中，待加工物体为光纤，预设位置为纤芯位置。可见，本技术实施例中通过控制系统将预设线排轨迹精确的定位至光纤的纤芯位置，并通过激光振镜按照预设线排轨迹进行精确的逐线扫描，从而使聚焦于所述纤芯位置的激光光束对所述光纤进行刻写，以形成光纤光栅。本申请中激光光束的作用区域始终在光纤纤芯上，采用激光振镜进行逐线扫描的方式可以使精准的对光纤纤芯进行刻写，并且在对光纤纤芯进行精确刻写的过程中无需对光纤进行移动，从而降低对设备精确度的要求，降低光纤光栅的制作成本和难度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种激光加工装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种激光振镜采用逐线扫描方式对光纤纤芯进行刻写的示意图；图3为本技术实施例提供的另一种激光加工装置的结构示意图；图4为一种柱透镜效应示意图；图5为本技术实施例中提供的激光光束通过一种介质层入射至光纤纤芯的剖面示意图；图6为本技术实施例中提供的激光光束通过另一种介质层入射至光纤纤芯的剖面示意图；图7为与图6中的介质层对应的结构示意图。具体实施方式本技术实施例提供了一种激光加工装置及系统，在使用过程中降低了对设备精确度的要求，从而降低光纤光栅的制作成本和难度，提高了成栅质量。为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参照图1，图1为本技术实施例提供的一种激光加工装置的结构示意图。本技术实施例中的激光加工装置包括激光器11、激光振镜12、物镜13、用于固定光纤的加工平台14及控制系统15，其中：激光器11用于发射激光光束；激光光束依次通过激光振镜12和物镜13后聚焦于固定在加工平台14上的待加工物体的预设位置；控制系统15用于将预设线排轨迹定位至待加工物体的预设位置，并依据与预设线排轨迹相应的轨迹信息生成控制信号，激光振镜12依据控制信号进行逐线扫描，使聚焦于预设位置的激光光束对待加工物体进行刻写，以形成相应的光栅；其中，待加工物体为光纤，预设位置为纤芯位置，所形成的光栅为光纤光栅。需要说明的是，在通过本技术实施例中所提供的激光加工装置进行激光加工时，预先将代加工物体(即剥除涂覆层的光纤)固定在加工平台14上(本申请中的光纤均指剥除涂覆层的光纤)，具体可以通过固定夹具进行固定，预先在软件中绘制出需要的光栅长度、周期Λ及激光扫描轨迹，本申请中的激光扫描轨迹为线排轨迹，也即由具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光加工装置，其特征在于，包括激光器、激光振镜、物镜、用于固定光纤的加工平台及控制系统，其中：所述激光器用于发射激光光束；所述激光光束依次通过所述激光振镜和所述物镜后聚焦于固定在所述加工平台上的待加工物体的预设位置；所述控制系统用于将预设线排轨迹定位至所述待加工物体的预设位置，并依据与所述预设线排轨迹相应的轨迹信息生成控制信号，所述激光振镜依据所述控制信号进行逐线扫描，使聚焦于所述预设位置的激光光束对所述待加工物体进行刻写，以形成相应的光栅；其中，所述待加工物体为光纤，所述预设位置为纤芯位置。

【技术特征摘要】
1.一种激光加工装置，其特征在于，包括激光器、激光振镜、物镜、用于固定光纤的加工平台及控制系统，其中：所述激光器用于发射激光光束；所述激光光束依次通过所述激光振镜和所述物镜后聚焦于固定在所述加工平台上的待加工物体的预设位置；所述控制系统用于将预设线排轨迹定位至所述待加工物体的预设位置，并依据与所述预设线排轨迹相应的轨迹信息生成控制信号，所述激光振镜依据所述控制信号进行逐线扫描，使聚焦于所述预设位置的激光光束对所述待加工物体进行刻写，以形成相应的光栅；其中，所述待加工物体为光纤，所述预设位置为纤芯位置。2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，还包括平顶光束整形器，所述激光器发射的激光光束经过所述平顶光束整形器射入至所述激光振镜的入射端。3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，所述平顶光束整形器包括开普勒型非球面模组、第一定倍扩束镜模组和第二定倍扩束镜模组；所述激光器发射的激光光束依次通过所述开普勒型非球面模组、所述第一定倍扩束镜模组和所述第二定倍扩束镜模组后射入至所述激光振镜的入射端。4.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，在所述平顶光束整形器和所述激光振镜之间还包括第一反射镜、衰减...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖磊，张芙蓉，梅领亮，徐地华，
申请(专利权)人：广东正业科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44