激光抛光装置及抛光方法制造方法及图纸

本申请实施例提供一种激光抛光装置及抛光方法，涉及抛光技术领域。其中，所述装置通过分束器将激光器发出的初始光束分为第一光束、第二光束和第三光束，然后通过扫描器接收所述第一光束、第二光束和第三光束，并将所述第一光束、第二光束和第三光束投射到待加工元件，在待加工元件上形成第一光束对应的预热光斑、第二光束对应的抛光光斑以及第三光束对应的退火光斑，实现了在抛光处理的同时对待加工元件进行预热和退火，避免了在对玻璃等脆性材料进行抛光的过程中由于温度梯度较大产生热应力导致加工元件产生裂纹。

【技术实现步骤摘要】
激光抛光装置及抛光方法
本申请涉及抛光
，具体而言，涉及一种激光抛光装置及抛光方法。
技术介绍
采用激光对玻璃等脆性材料进行抛光处理的过程中，由于温度梯度分布较大，产生的热应力有可能使加工元件产生裂纹。现有技术中，通过预热技术和退火技术可以在一定程度上解决该问题，但是需要增加新的加工设备，并且需要多道处理工序，使得激光抛光的效率优势降低。因此，对于本领域技术人员而言，研究一种集成预热和退火功能的激光抛光装置具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请提供一种激光抛光装置及抛光方法，以实现在抛光处理的同时对待加工元件进行预热和退火。为了实现上述目的，本申请较佳实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供一种激光抛光装置，所述装置包括激光器、分束器及扫描器；所述激光器发出的初始光束经过所述分束器分束得到功率不同的第一光束、第二光束和第三光束；所述扫描器接收所述第一光束、第二光束和第三光束，并将所述第一光束、第二光束和第三光束投射到待加工元件，在待加工元件上形成第一光束对应的预热光斑、第二光束对应的抛光光斑以及第三光束对应的退火光斑对待加工元件进行抛光处理；其中，所述抛光光斑位于所述预热光斑与退火光斑之间，且所述抛光光斑对应的第二光束的功率大于所述第一光束和第三光束的功率。可选地，在本申请的一种实施例中，所述分束器包括第一部分反射镜、第二部分反射镜及全反射镜；所述第一部分反射镜的透反比大于所述第二部分反射镜的透反比；所述第一部分反射镜、第二部分反射镜及全反射镜沿所述初始光束的传播方向依次设置，且所述第一部分反射镜、第二部分反射镜及全反射镜相对于所述初始光束的夹角依次增大。可选地，在本申请的另一种实施例中，所述分束器包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜及第四反射镜；其中，所述第一反射镜和第二反射镜相对于所述初始光束的中轴线对称，所述第三反射镜和第四反射镜相对于所述初始光束的中轴线对称；所述第三反射镜和第四反射镜相对于激光器的距离小于所述第一反射镜和第二反射镜相对于激光器的距离。进一步地，在本申请实施例中，所述激光器包括脉冲调制器，所述装置还包括温度探测器及控制器；所述温度探测器用于采集所述抛光光斑对应的加工区域的温度数据；所述温度探测器与所述控制器通信连接，所述控制器与所述脉冲调制器电性连接，所述控制器根据所述温度探测器采集的温度数据控制所述脉冲调制器对激光器的发光功率进行调节。可选地，在本申请实施例中，所述装置还包括固定支架，所述温度探测器通过所述固定支架固定并对准所述抛光光斑对应的加工区域。进一步地，在本申请实施例中，所述扫描器包括扫描振镜和平场聚焦透镜；所述扫描振镜用于调整所述第一光束、第二光束和第三光束投射到待加工元件的位置；所述第一光束、第二光束和第三光束通过所述平场聚焦透镜在待加工元件上形成固定的光斑形状。第二方面，本申请实施例还提供一种激光抛光方法，该方法应用于激光抛光装置，所述装置包括激光器、分束器及扫描器，所述方法包括：通过分束器对激光器发出的初始光束进行分束，得到第一光束、第二光束和第三光束；通过扫描器接收所述第一光束、第二光束和第三光束，并将所述第一光束、第二光束和第三光束投射到待加工元件，在待加工元件上形成第一光束对应的预热光斑、第二光束对应的抛光光斑以及第三光束对应的退火光斑对待加工元件进行抛光处理；其中，所述抛光光斑位于所述预热光斑与退火光斑之间，且所述抛光光斑对应的第二光束的功率大于所述第一光束和第三光束的功率。可选地，在本申请实施例中，所述方法还包括：采集所述抛光光斑对应的加工区域的温度数据；根据所述温度数据对激光器的发光功率进行调节。进一步地，在本申请实施例中，所述激光器包括脉冲调制器，所述根据所述温度数据对激光器的发光功率进行调节，包括：在所述温度数据低于预设加工温度时，通过所述脉冲调制器增加激光器的占空比以提高所述激光器的发光功率；在所述温度数据高于预设加工温度时，通过所述脉冲调制器降低激光器的占空比以降低所述激光器的发光功率。可选地，在本申请实施例中，所述方法还包括：根据预设扫描速度控制所述第一光束、第二光束和第三光束沿垂直于第一光束、第二光束和第三光束的连线的方向上对待加工元件进行扫描，在所述待加工元件表面分别形成一加工带；根据预设进给速度控制所述待加工元件沿垂直于所述加工带的方向移动。相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：本申请实施例提供的激光抛光装置及抛光方法，通过分束器将激光器发出的初始光束分为第一光束、第二光束和第三光束，然后通过扫描器接收所述第一光束、第二光束和第三光束，并将所述第一光束、第二光束和第三光束投射到待加工元件，在待加工元件上形成第一光束对应的预热光斑、第二光束对应的抛光光斑以及第三光束对应的退火光斑，实现了在抛光处理的同时对待加工元件进行预热和退火，避免了在对玻璃等脆性材料进行抛光的过程中由于温度梯度较大产生热应力导致加工元件产生裂纹。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本申请实施例提供的激光抛光装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的加工温度对比示意图；图3为本申请实施例提供的激光抛光装置中分束器的第一结构示意图；图4为本申请实施例提供的激光抛光装置中分束器的第二结构示意图。图标：10-激光器；11-初始光束；12-脉冲调制器；20-分束器；201-第一部分反射镜；202-第二部分反射镜；203-全反射镜；204-第一反射镜；205-第二反射镜；206-第三反射镜；207-第四反射镜；21-第一光束；211-预热光斑；22-第二光束；221-抛光光斑；23-第三光束；231-退火光斑；30-扫描器；31-扫描振镜；32-平场聚焦透镜；40-温度探测器；41-固定支架；50-控制器；61-第一转折镜；62-第二转折镜；70-聚焦透镜；100-待加工元件。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等命名方式仅是为了区分本申请的不同特征，简化描述，而不是指示或暗示其相对重要性，因此不能理解为对本申请的限制。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光抛光装置，其特征在于，所述装置包括激光器、分束器及扫描器；所述激光器发出的初始光束经过所述分束器分束得到功率不同的第一光束、第二光束和第三光束；所述扫描器接收所述第一光束、第二光束和第三光束，并将所述第一光束、第二光束和第三光束投射到待加工元件，在待加工元件上形成第一光束对应的预热光斑、第二光束对应的抛光光斑以及第三光束对应的退火光斑对待加工元件进行抛光处理；其中，所述抛光光斑位于所述预热光斑与退火光斑之间，且所述抛光光斑对应的第二光束的功率大于所述第一光束和第三光束的功率。

【技术特征摘要】
1.一种激光抛光装置，其特征在于，所述装置包括激光器、分束器及扫描器；所述激光器发出的初始光束经过所述分束器分束得到功率不同的第一光束、第二光束和第三光束；所述扫描器接收所述第一光束、第二光束和第三光束，并将所述第一光束、第二光束和第三光束投射到待加工元件，在待加工元件上形成第一光束对应的预热光斑、第二光束对应的抛光光斑以及第三光束对应的退火光斑对待加工元件进行抛光处理；其中，所述抛光光斑位于所述预热光斑与退火光斑之间，且所述抛光光斑对应的第二光束的功率大于所述第一光束和第三光束的功率。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分束器包括第一部分反射镜、第二部分反射镜及全反射镜；所述第一部分反射镜的透反比大于所述第二部分反射镜的透反比；所述第一部分反射镜、第二部分反射镜及全反射镜沿所述初始光束的传播方向依次设置，且所述第一部分反射镜、第二部分反射镜及全反射镜相对于所述初始光束的夹角依次增大。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分束器包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜及第四反射镜；其中，所述第一反射镜和第二反射镜相对于所述初始光束的中轴线对称，所述第三反射镜和第四反射镜相对于所述初始光束的中轴线对称；所述第三反射镜和第四反射镜相对于激光器的距离小于所述第一反射镜和第二反射镜相对于激光器的距离。4.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述激光器包括脉冲调制器，所述装置还包括温度探测器及控制器；所述温度探测器用于采集所述抛光光斑对应的加工区域的温度数据；所述温度探测器与所述控制器通信连接，所述控制器与所述脉冲调制器电性连接，所述控制器根据所述温度探测器采集的温度数据控制所述脉冲调制器对激光器的发光功率进行调节。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括固定支架，所述温度探测器通过所述固...

【专利技术属性】
技术研发人员：许乔，王度，李亚国，袁志刚，金会良，耿锋，刘志超，欧阳升，刘朋朋，王健，张清华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51