一种用于激光微细加工的激光调制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于激光微细加工的激光调制方法和装置，通过激发泵浦源产生能量在预设阈值范围内的自由运转脉冲激光，该能量的预设阈值范围为20mJ～30mJ，再通过声光器件对自由运转脉冲激光同步调制，获得脉冲激光序列；从而利用能量较低的自由运转脉冲激光，通过声光器件调制后可获得具有高功率峰值的脉冲激光序列，以获得激光微细加工所需要的幅值较大、持续时间较短的脉冲信号，并延长激光器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光微细加工的激光调制方法和装置
本专利技术涉及激光微细加工
，更具体地，涉及一种用于激光微细加工的激光调制方法和装置。
技术介绍
激光微细加工技术在激光技术应用方面有着举足轻重的作用，它是指使用激光对于小型工件进行加工、切割的技术，尤其对于大量具有小孔或者微细沟槽的复杂结构的电子器件、医疗器件和汽车制品具有重大意义。随着工业和技术的不断发展，制品孔的直径和沟槽变得越来越小，尺寸的公差越来越严格，只有基于激光微细加工技术才能满足对于零件提出的毫米级乃至微米级的加工要求。目前，在激光微细加工领域中主要采用激光自由运转脉冲对小型工件进行打孔等操作。但是，采用自由运转脉冲激光穿孔，则要求激光器在高能量状态下工作，将严重影响泵浦源的寿命，并增大聚光腔内的热沉积，光束质量严重变差，会造成加工的孔形质量差，孔的锥度较大，孔壁存在较多的再铸层和微裂纹，以及有沉积物在孔内等问题；如果降低激光的能量，采用自由运转脉冲激光在近域值(低能量状态下工作)打孔，由于功率低，对较厚工件不能有效穿孔。
技术实现思路
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术提供一种用于激光微细加工的激光调制方法和装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于激光微细加工的激光调制方法，包括：激发泵浦源产生自由运转脉冲激光，自由运转脉冲激光的能量在预设阈值范围内，上述预设阈值范围为20mJ～30mJ；通过声光器件对自由运转脉冲激光同步调制，获得脉冲激光序列。其中，激发泵浦源产生自由运转脉冲激光之前，还包括：产生触发信号，该触发信号用于驱动激光电源激发泵浦源；将触发信号输入到激光电源。其中，通过声光器件对自由运转脉冲激光同步调制，包括：通过工控机生成调制波形；根据触发信号，控制工控机将调制波形输入到高频电源，以使高频电源产生与调制波形相对应的超声波；通过高频电源产生的超声波调整声光器件，以调节激光谐振腔的Q值。其中，根据触发信号，控制工控机将调制波形输入到高频电源，包括：将触发信号输入到工控机，以使工控机在预设的延迟时间后将调制波形输入到高频电源。其中，通过高频电源产生的超声波调整声光器件，以调节激光谐振腔的Q值，包括：通过超声波调节声光器件中声光介质的密度变化；通过声光介质的密度变化控制自由运转脉冲激光的衍射损耗变化；通过自由运转脉冲激光的衍射损耗变化调节激光谐振腔的Q值。其中，调制波形为方波，调制波形的总宽度大于自由运转脉冲激光的宽度。其中，延迟时间的范围在20μs～100μs之间。本专利技术的另一方面，提供一种用于激光微细加工的激光调制装置，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令以执行上述的方法。本专利技术的又一方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述的方法。本专利技术的又一方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，该计算机程序使计算机执行上述的方法。本专利技术提供的一种用于激光微细加工的激光调制方法和装置，通过激发泵浦源产生能量在预设阈值范围内的自由运转脉冲激光，该预设阈值范围为20mJ～30mJ，再通过声光器件对自由运转脉冲激光同步调制，获得脉冲激光序列；从而利用能量较低的自由运转脉冲激光，通过声光器件调制后可获得具有高功率峰值的脉冲激光序列，以获得激光微细加工所需要的幅值较大、持续时间较短的脉冲信号，并延长激光器的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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为根据本专利技术实施例的用于激光微细加工的激光调制方法的流程图；图2为根据本专利技术实施例的用于激光微细加工的激光器的示意图；图3为根据本专利技术实施例的通过声光器件对自由运转脉冲激光调制的波形图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的一个实施例中，参考图1，提供一种用于激光微细加工的激光调制方法，包括：S11，激发泵浦源产生自由运转脉冲激光，自由运转脉冲激光的能量在预设阈值范围内，上述预设阈值范围为20mJ～30mJ；S12，通过声光器件对自由运转脉冲激光同步调制，获得脉冲激光序列。具体的，图2为用于激光微细加工的激光器的示意图，该激光器包括一个谐振腔，该谐振腔由全反镜、透反镜和泵浦源构成；激光器存在一个阈值，所谓激光器的阈值指的就是能使激光器产生自由运转脉冲激光的最低泵浦电压(如固体激光器)或者泵浦电流(如半导体激光器)，一般情况下，激光器的在近阈值附近(即激光器刚刚产生自由运转脉冲激光)工作时，所产生的自由运转脉冲激光的能量很低，不能用于对工件的加工或者穿孔。本实施例中，在谐振腔的全反镜和泵浦源之间增加声光器件，对在近阈值附近工作时所产生的自由运转脉冲激光(能量范围为20mJ～30mJ)进行调制，以获得满足激光微细加工所需要的幅值较大、持续时间较短的脉冲激光，从而使激光器无需在高能量状态下工作，在低能量状态下也能完成对工件的微细加工。本实施例通过激发泵浦源产生能量在预设阈值范围内的自由运转脉冲激光，该预设阈值范围为20mJ～30mJ，再通过声光器件对自由运转脉冲激光同步调制，获得脉冲激光序列；从而利用能量较低的自由运转脉冲激光，通过声光器件调制后可获得具有高功率峰值的脉冲激光序列，以获得激光微细加工所需要的幅值较大、持续时间较短的脉冲信号，并延长激光器的使用寿命。基于以上实施例，激发泵浦源产生自由运转脉冲激光之前，还包括：产生触发信号，该触发信号用于驱动激光电源激发泵浦源；将触发信号输入到激光电源。具体的，激光电源主要包括充电电路、储能电路、触发电路、预燃电路与控制电路等，激光电源激发泵浦源之前，需要触发信号驱动激光电源工作，该触发信号可通过脉冲信号发生器产生，当脉冲信号发生器产生一个触发信号输入到激光电源时，触发电路给氙灯提供一个高压脉冲，灯内气体击穿，进扩低阻状态。所采用激光器可以是脉冲Nd-YAG固体激光器,其最大脉冲频率为500Hz，自由运转脉冲激光的脉冲宽度为0.25ms～0.5ms。基于以上实施例，通过声光器件对自由运转脉冲激光同步调制，包括：通过工控机生成调制波形；根据触发信号，控制工控机将调制波形输入到高频电源，以使高频电源产生与调制波形相对应的超声波；通过高频电源产生的超声波调整声光器件，以调节激光谐振腔的Q值。其中，调制波形为方波，调制波形的总宽度大于自由运转脉冲激光的宽度。具体的，如图2所示，工控机连接到高频电源，高频电源连接到声光器件；可将预先设置好的调制波形的参数输入到工控机，在工控机接收到触发信号后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光微细加工的激光调制方法，其特征在于，包括：激发泵浦源产生自由运转脉冲激光，所述自由运转脉冲激光的能量在预设阈值范围内，所述预设阈值范围为20mJ～30mJ；通过声光器件对所述自由运转脉冲激光同步调制，获得脉冲激光序列。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光微细加工的激光调制方法，其特征在于，包括：激发泵浦源产生自由运转脉冲激光，所述自由运转脉冲激光的能量在预设阈值范围内，所述预设阈值范围为20mJ～30mJ；通过声光器件对所述自由运转脉冲激光同步调制，获得脉冲激光序列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激发泵浦源产生自由运转脉冲激光之前，还包括：产生触发信号，所述触发信号用于驱动激光电源激发所述泵浦源；将所述触发信号输入到所述激光电源。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过声光器件对所述自由运转脉冲激光同步调制，包括：通过工控机生成调制波形；根据所述触发信号，控制所述工控机将所述调制波形输入到高频电源，以使所述高频电源产生与所述调制波形相对应的超声波；通过所述高频电源产生的所述超声波调整所述声光器件，以调节激光谐振腔的Q值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述触发信号，控制所述工控机将所述调制波形输入到高频电源，包括：将所述触发信号输入到所述工控机，以使所述工控机在预设的延迟时间后将所述调制波形输入到所述高频电源。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述高频电源产生的所述超声波调整所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学胜，何欢，曹明真，王智勇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11