一种激光雕刻装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光雕刻装置和方法，包括激光器、扩束镜组和聚焦镜组，所述激光器发出的激光光束经过扩束镜组进入功率调整器，所述功率调整器另一端设有聚焦镜组，所述聚焦镜组上还安装有检测装置和调节装置。本发明专利技术的方法和装置，激光输出稳定，在材料上的雕刻尺寸小，能够应用于透明材料上的激光雕刻。

Laser carving device and method

The invention relates to a laser engraving device and method, including a laser, a beam expander group and a focusing lens group. The laser beam emitted by the laser enters a power regulator through a beam expander group. The other end of the power regulator is provided with a focusing lens group. The focusing lens group is also equipped with a detection device and a regulating device. The method and the device of the invention have stable laser output, small carving size on the material and can be applied to laser carving on transparent material.

【技术实现步骤摘要】
一种激光雕刻装置及方法
本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种激光雕刻装置及方法。
技术介绍
激光雕刻是利用高能量的激光束照射在材料表面，一小部分的激光反射，大部分的光线通过材料表面，在材料内转化为热能，对材料加热，由于材料的热效应，材料被充足功率密度的激光束照射，达到材料表面熔化和汽化的温度，使材料汽化或熔化，雕刻出所需的图形与文字，作为永久标记。随着电子产品的飞速发展，电子屏幕的可视区变大，可隐藏线路或标记的空间越来越小，现有的激光雕刻工艺可做到的标记尺寸较大，肉眼仍可发觉，无法作为透明材料上可视区的标记使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，在于提供一种激光雕刻装置及方法，其雕刻的标记尺寸较小、稳定性高，能够应用于透明材料可视区的标记制作。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种激光雕刻装置，包括，激光器和扩束镜组，所述扩束镜组改变所述激光器发出的激光光束的发散角；功率调整器，所述功率调整器接收经过所述扩束镜组后的激光光束，调节激光光束的功率并反馈到扩束镜组，所述扩束镜组根据反馈数据重新调节激光光束的发散角；聚焦镜组，所述聚焦镜组接收经过所述功率调整器的激光光束并对激光光束进行聚焦。检测装置，所述检测装置检测所述聚焦镜组与待加工件之间的距离；调节装置，所述调节装置对所述聚焦镜组的位置进行调节；所述激光器、扩束镜组、功率调整器与聚焦镜组依次排列连接。在一种优选的实施方式中，所述功率调整器与聚焦镜组之间设有振镜组，所述振镜组接收经过所述功率调整器的激光光束并改变激光光束的方向，所述聚焦镜组接收经过振镜组后的激光光束，所述调节装置对所述聚焦镜组和/或振镜组的位置进行调节。在一种优选的实施方式中，所述激光器发出的激光光束与所述功率调整器发出的激光光束的方向平行于X轴，所述振镜组发出的激光光束与所述聚焦镜组发出的激光光束的方向平行于Z轴且与待加工件的加工表面垂直。在一种优选的实施方式中，经过所述扩束镜组后的激光光束的发散角度不小于未进入所述扩束镜组的激光光束的发散角度，经过所述扩束镜组后的激光光束的直径不大于未进入所述扩束镜组的激光光束的直径。在一种优选的实施方式中，经过所述聚焦镜组后的激光光束的直径不大于未进入所述聚焦镜组的激光光束的直径。在一种优选的实施方式中，所述检测装置检测聚焦镜组与所述待加工件之间的距离并反馈到所述调节装置，所述调节装置驱动所述振镜组和聚焦镜组进行X、Y或Z方向的移动。在一种优选的实施方式中，所述待加工件位于所述经过聚焦镜组后的激光光束的非焦点处。本专利技术还提供了一种激光雕刻方法，包括以下步骤，S1：调节激光的光斑直径及发散角度；S2：设定激光功率，并过滤多余的激光能量；S3：对激光光束进行聚焦；S4：调整激光与被加工件之间的距离；S5：在被加工件的指定位置进行激光雕刻。在一种优选的实施方式中，所述步骤S2与S3之间还包括偏转激光方向的步骤。在一种优选的实施方式中，在执行步骤S4之前，所述激光光束的方向与待加工件的加工表面垂直。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用了一种激光雕刻装置及方法，激光输出稳定，在材料上的雕刻尺寸小，能够应用于透明材料上的激光雕刻。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术一个实施例的激光雕刻装置组成结构示意图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本专利技术中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。图1是本专利技术一种激光雕刻装置一个实施例的结构组成示意图，参照图1，激光雕刻装置包括激光器1，激光器1用于发射对待加工件进行雕刻的激光光束，激光器1发出的激光光束经过扩束镜组2，扩束镜组2包含一个或多个扩束镜，扩束镜组2通过一个或多个扩束镜的组合使用可以改变激光光束发散角，使激光光束的焦距长度变短，而且光斑直径缩小，缩小光斑直径，从而控制激光光束在材料上作用的范围。因激光器输出的激光光束的发散角度与光斑直径乘机近似为定值，因此激光光束的发散角度与光斑直径呈反比，若发散角扩大为原来的x倍，则光斑直径为原来光斑直径的1/x，因此在经过扩束镜对激光光束的扩束后，激光光束的发散角变大，光斑直径变小，从而更有利于聚焦。优选的，扩束镜组2中还设有光学镀膜(图中未示出)，经过定制的光学镀膜应用于扩束镜组2后，能够过滤多余的激光光束能量，并可以调整聚焦光斑的直径。而后激光光束经过振镜组3，振镜组3能够将激光光束导向至指定方向，振镜组3内包括数个反射镜(图中未示出)，通过将反射镜设置不同的角度，可以实现激光光束方向的偏转，可根据实际情况中的被加工材料与激光器1的相对位置与连接关系调节振镜组3，将激光光束导向至指定方向和位置。本实施例中的激光器1发出的激光光束方向平行于X轴，经过振镜组3后的激光光束方向平行于Z轴且垂直于待加工件5。经过扩束镜组2增大发散角的激光光束再经过振镜组3偏转激光光束的发射方向，更有利于激光光束的聚焦。方向偏转后的激光光束经过聚焦镜组4，聚焦镜组4将激光光束聚焦，经聚焦镜组4聚焦后的激光光束边缘入射到探测器的能力提高、入射的通量变大且光束更加均匀，同时光斑直径变小，之后激光光束在待加工件5上进行雕刻。优选的，振镜组3上还安装有检测装置9和调节装置10，检测装置9能够测量聚焦镜组4与待加工件5之间的距离，并将所测数据反馈给调节装置10，调节装置10根据检测装置9所测数据对振镜组3、聚焦镜组4或振镜组3与聚焦镜组4二者的位置进行调整，使得对待加工件5进行雕刻的激光光束符合生产要求，因激光光束在其焦点位置处的能量值最高，因此为避免激光光束在对待加工件5进行雕刻时因能量过高对待加工件的材料造成破坏，待加工件5的位置优选设置在经过聚焦后的激光光束的非焦点处。另外，本专利技术中的扩束镜组2后还设有功率调整器7，功率调整器7能够控制激光光束的输出能量及功率，并使激光光束的能量及功率保持稳定，功率调整器7接收从扩束镜组2发出的激光光束，将激光光束能量与实际工艺要求中的激光光束能量进行比对，并将结果反馈到扩束镜组2，根据反馈结果调节扩束镜组2，即对激光光束的光斑直径及发散角度进行调节，经过调节后的激光光束再次进入功率调整器7，直至满足实际工艺中对激光光束能量的要求。经过功率调整器7的激光光束能够保证激光光束能量的恒定输出，因此当激光光束作用于待加工件5时，待加工件5的加工高度及作用范围稳定，有效保证了激光雕刻的质量。若经过聚焦镜组4发出的激光光束光斑直径仍不符合工艺需求，可重复进行对扩束镜组2与功率调整器7的调整，重新设定激光功率，而后再结合检测装置9和调节装置10调节振镜组3与聚焦镜组4，直至激光光束满足实际工艺需求。本专利技术中还设有自动对焦装置(图中未示出)，能够自动确认雕刻高度，确保激光光束对待加工件5雕刻的稳定性，优选的，可选择为精度小于1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雕刻装置，其特征在于，包括，激光器和扩束镜组，所述扩束镜组改变所述激光器发出的激光光束的发散角；功率调整器，所述功率调整器接收经过所述扩束镜组后的激光光束，调节激光光束的功率并反馈到扩束镜组，所述扩束镜组根据反馈数据重新调节激光光束的发散角；聚焦镜组，所述聚焦镜组接收经过所述功率调整器的激光光束并对激光光束进行聚焦。检测装置，所述检测装置检测所述聚焦镜组与待加工件之间的距离；调节装置，所述调节装置对所述聚焦镜组的位置进行调节；所述激光器、扩束镜组、功率调整器与聚焦镜组依次排列连接。

【技术特征摘要】
1.一种激光雕刻装置，其特征在于，包括，激光器和扩束镜组，所述扩束镜组改变所述激光器发出的激光光束的发散角；功率调整器，所述功率调整器接收经过所述扩束镜组后的激光光束，调节激光光束的功率并反馈到扩束镜组，所述扩束镜组根据反馈数据重新调节激光光束的发散角；聚焦镜组，所述聚焦镜组接收经过所述功率调整器的激光光束并对激光光束进行聚焦。检测装置，所述检测装置检测所述聚焦镜组与待加工件之间的距离；调节装置，所述调节装置对所述聚焦镜组的位置进行调节；所述激光器、扩束镜组、功率调整器与聚焦镜组依次排列连接。2.如权利要求1所述的激光雕刻装置，其特征在于，所述功率调整器与聚焦镜组之间设有振镜组，所述振镜组接收经过所述功率调整器的激光光束并改变激光光束的方向，所述聚焦镜组接收经过振镜组后的激光光束，所述调节装置对所述聚焦镜组和/或振镜组的位置进行调节。3.如权利要求2所述的激光雕刻装置，其特征在于，所述激光器发出的激光光束与所述功率调整器发出的激光光束的方向平行于X轴，所述振镜组发出的激光光束与所述聚焦镜组发出的激光光束的方向平行于Z轴且与待加工件的加工表面垂直。4.如权利要求1所述的激光雕刻装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵盛宇，彭信翰，周宇超，林国栋，
申请(专利权)人：深圳市海目星激光智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44