一种激光加工系统及方法技术方案

一种激光加工系统及方法，该激光加工系统包括激光器、沿激光器出射光束的传播方向依次设置的扩束器、激光反射镜、多焦点发生器和聚焦镜；激光器出射的光束进入所述扩束器，并经扩束器扩束整形后，再经激光反射镜反射进入多焦点发生器，从多焦点发生器中出射的光束再经聚焦镜聚焦于待加工物件上，而多焦点发生器可改变出射光束入射到所述聚焦镜的入射角，故激光光束经过多焦点发生器可以产生一段连续变化的焦点，使得加工不局限在加工物表面而可以达到加工物内，不仅提升加工效率，而且提高了加工质量。

A laser processing system and method

A laser processing system and method. The laser processing system includes a laser beam expander, a laser reflector, a multi focus generator and a focusing mirror, which is arranged in the direction of the propagation of the laser beam. The laser beam enters the beam expander, and after the beam expander is expanded and plastic, the laser reflector is reversed. The laser beam through the multi focus generator can change the incident angle of the focus lens, so the laser beam passes through the multi focus generator, so the laser beam can produce a continuous change of focus, so that the processing is not limited. On the surface of the machined material, it can reach the processing object, not only improving the processing efficiency, but also improving the machining quality.

【技术实现步骤摘要】
一种激光加工系统及方法
本专利技术涉及激光加工
，尤其涉及一种多激光加工系统及方法。
技术介绍
由于激光加工在精密性、工艺的灵活性、非接触加工性及对材料造成的热影响等方面具有优异特性，从而使得利用激光进行材料加工，在整个产业的应用领域中越来越广泛，激光加工的本质上是利用激光聚焦后的高能量密度在材料表面形成一个烧蚀坑，然后再通过辅助的运动系统形成加工形状，在实际应用领域中，往往需要将激光束聚焦成小的焦点，以便获取精细的激光加工效果。由于将激光束聚焦成小的焦点，焦深就会变得很短，激光加工局限在材料表面从而使得在激光加工比较厚的材料时需要多次往复才能实现达到材料内部，从而降低了激光加工的效率。为了避免在激光加工比较厚的材料时需要多次往复才能实现达到材料内部，从而降低激光加工的效率的现象，现有的一种方案，如公开号为104785923A的中国专利申请其公开了一种多焦点聚焦的激光加工系统，该激光加工系统采用衍射分光元件使一列焦点沿中心轴线分布。但是，该激光加工系统的缺点是当衍射分光元件确定后，焦点的分布就被确定了，由于入射的光束并非理想的光束，导致沿中心轴线分布的焦点能量不同，进而导致激光加工质量不佳，并且采用衍射分光元件产生的焦点数有限，通常只有二个或者三个，从而进一步限制了激光加工的质量的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种多激光加工系统及方法，旨在解决现有的激光加工系统由于采用衍射分光元件使一列焦点沿中心轴线分布，入射的光束并非理想的光束，导致沿中心轴线分布的焦点能量不同，进而导致激光加工质量不佳技术问题。本专利技术是这样实现的，一种多激光加工系统，包括激光器、沿所述激光器出射光束的传播方向依次设置的扩束器、激光反射镜、多焦点发生器和聚焦镜；所述激光器出射的光束进入所述扩束器，并经所述扩束器扩束整形后，再经所述激光反射镜反射进入所述多焦点发生器，从所述多焦点发生器中出射的光束再经所述聚焦镜聚焦于待加工物件上，其中，所述多焦点发生器改变出射光束入射到所述聚焦镜的入射角。进一步地，所述激光发生器发射的激光脉冲宽度小于10毫秒，脉冲重复频率在1KHZ到300KHZ之间。进一步地，所述多焦点发生器为液体变焦装置，用于改变出射光束的发散角。相应地，本专利技术还提供了一种激光加工方法，包括下述步骤：所述激光器出射的光束进入所述扩束器；所述扩束器对所述光束进行扩束整形；经所述扩束器扩束整形后的光束再经所述激光反射镜反射进入所述多焦点发生器，所述多焦点发生器改变出射光束的入射到所述聚焦镜的入射角；从所述多焦点发生器中出射的光束再经所述聚焦镜聚焦于待加工物件上。进一步地，所述激光发生器发射的激光脉冲宽度小于10毫秒，脉冲重复频率在1KHZ到300KHZ之间。进一步地，所述多焦点发生器为液体变焦装置，用于改变出射光束的发散角。本专利技术的有益效果:本专利技术提供的激光加工系统，其包括激光器、沿所述激光器出射光束的传播方向依次设置的扩束器、激光反射镜、多焦点发生器和聚焦镜，这样，激光器出射的光束进入扩束器，并经扩束器扩束整形后，再经激光反射镜反射进入多焦点发生器，从多焦点发生器中出射的光束再经聚焦镜聚焦于待加工物件上，而多焦点发生器可改变出射光束入射到所述聚焦镜的入射角，故激光光束经过多焦点发生器可以产生一段连续变化的焦点，使得加工不局限在加工物表面而可以达到加工物内，不仅提升加工效率，而且提高了加工质量，有效地解决了现有的解决现有的激光加工系统由于采用衍射分光元件使一列焦点沿中心轴线分布，入射的光束并非理想的光束，导致沿中心轴线分布的焦点能量不同，进而导致激光加工质量不佳技术问题。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的激光加工系统的工作原理图。图2是本专利技术一实施例提供的激光加工方法的工作流程图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不应用于限定本专利技术。参见图1，图1是本专利技术一实施例提供的激光加工系统的工作原理图。如图1所示，该激光加工系统，包括激光器10、沿所述激光器10出射光束的传播方向依次设置的扩束器20、激光反射镜30、多焦点发生器40和聚焦镜50；所述激光器10出射的光束进入所述扩束器20，并经所述扩束器20扩束整形后，再经所述激光反射镜30反射进入所述多焦点发生器40，从所述多焦点发生器40中出射的光束再经所述聚焦镜50聚焦于待加工物件上，其中，所述多焦点发生器40改变出射光束入射到所述聚焦镜50的入射角。进一步地，所述激光发生器40发射的激光脉冲宽度小于10毫秒，脉冲重复频率在1KHZ到300KHZ之间。进一步地，所述多焦点发生器40为液体变焦装置，用于改变出射光束的发散角。所述液体变焦装置通过改变加到液体中的电压来改变激光束发散角，其中，液体变焦所用的时间仅需几毫秒，非常适合快速加工应用。需要说明的是，本例中的激光器10根据加工物的材料特性和加工要求进行选择，所述激光器10可以为分气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器、染料激光器及自由电子激光器等中的至少一种。需要说明的是，本例中的扩束器20是一种常用的光束变换器。通常有两种结构的扩束结构：倒开普勒结构与倒伽利略结构。倒开普勒结构的扩束器是一个小焦距凸透镜与一个大焦距凸透镜同轴串联构成，且小焦距凸透镜的物方焦点与大焦距凸透镜的像方焦点重合。需要说明的是，本例中的激光器10用于发射激光束，作为一例，可以生成YAG激光、二极管激光、准分子激光等。激光束可以是皮秒(picosecond)激光束或飞秒(femtosecond)激光束。皮秒激光束具有数皮秒以上的脉冲幅度，利用皮秒激光束进行的加工，以非热反应的光化学反应为主，因此，具有可进行高精密加工的特性。飞秒激光束具有数飞秒以上的脉冲幅度，增幅时，可输出相当于1012太瓦，具有可以加工任何材料的特性。另外，飞秒激光利用多光子效应，能够获得即使激光未聚到一点上也使光子能量聚到一点上的效果，所以能够进行高精密加工。本例中，激光器出射的光束进入扩束器，并经扩束器扩束整形后，再经激光反射镜反射进入多焦点发生器，从多焦点发生器中出射的光束再经聚焦镜聚焦于待加工物件上，而多焦点发生器可改变出射光束入射到所述聚焦镜的入射角，故激光光束经过多焦点发生器可以产生一段连续变化的焦点，使得加工不局限在加工物表面而可以达到加工物内，不仅提升加工效率，而且提高了加工质量，有效地解决了现有的解决现有的激光加工系统由于采用衍射分光元件使一列焦点沿中心轴线分布，入射的光束并非理想的光束，导致沿中心轴线分布的焦点能量不同，进而导致激光加工质量不佳技术问题。参见图2，图2是本专利技术一实施例提供的激光加工方法的工作流程图，该激光加工方法包括如下步骤：S201，所述激光器出射的光束进入所述扩束器；作为一种可选的实施方式，所述激光发生器发射的激光脉冲宽度小于10毫秒，脉冲重复频率在1KHZ到300KHZ之间。S202，所述扩束器对所述光束进行扩束整形；作为一种可选的实施方式，所述扩束器由凸透镜及凹透镜组成。S203，经所述扩束器扩束整形后的光束再经所述激光反射镜反射进入所述多焦点发生器，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工系统，其特征在于，包括激光器、沿所述激光器出射光束的传播方向依次设置的扩束器、激光反射镜、多焦点发生器和聚焦镜；所述激光器出射的光束进入所述扩束器，并经所述扩束器扩束整形后，再经所述激光反射镜反射进入所述多焦点发生器，从所述多焦点发生器中出射的光束再经所述聚焦镜聚焦于待加工物件上，其中，所述多焦点发生器改变出射光束入射到所述聚焦镜的入射角。

【技术特征摘要】
1.一种激光加工系统，其特征在于，包括激光器、沿所述激光器出射光束的传播方向依次设置的扩束器、激光反射镜、多焦点发生器和聚焦镜；所述激光器出射的光束进入所述扩束器，并经所述扩束器扩束整形后，再经所述激光反射镜反射进入所述多焦点发生器，从所述多焦点发生器中出射的光束再经所述聚焦镜聚焦于待加工物件上，其中，所述多焦点发生器改变出射光束入射到所述聚焦镜的入射角。2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光发生器发射的激光脉冲宽度小于10毫秒，脉冲重复频率在1KHZ到300KHZ之间。3.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述多焦点发生器为液体变焦装置，用于改变出射光束的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华龙，武杰杰，
申请(专利权)人：深圳中科光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44