一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术适用于激光加工技术领域，公开了一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法。远心镜头包括从物方到像方设置的第一透镜至第五透镜，第一透镜至第五透镜包括第一曲面至第十曲面，其中：第一曲面至第十曲面的曲率半径依次分别为‑57mm、131.75mm、‑18mm、‑22.5mm、‑187.5mm、‑49.5mm、133.5mm、‑181mm、101.5mm、∞mm，且第一曲面至第十曲面的曲率半径允许公差均为10％，上偏差为+5％，下偏差为‑5％。方法步骤包括：入射光线通过孔径光阑后一次经过第一透镜至第五透镜并到达像方，且并平行于光轴。本发明专利技术所提供的一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法，其确保加工出来的孔可垂直于平面，并且有效地校正了像散和畸变，提高了加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法
本专利技术属于激光加工
，尤其涉及一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法。
技术介绍
在激光加工
中，激光的波长越短、聚焦镜头的焦距越短，越能获得比较精细的聚焦光斑，而355nm波段的紫外激光器已经发展的相当成熟，功率也一直在提高，这使得很多超精细工业加工成为可能。采用355nm波段的紫外激光器，并使用普通镜头进行打孔时，像方主光线与焦面之间有一定的倾角，导致加工出来的孔会有一定的斜度；此外，当被加工物体与普通镜头有一定的离焦时，会造成额外的畸变，导致加工精度降低。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法，其替代了普通镜头,避免了使用普通镜头进行打孔产生一定的倾角，确保加工出来的孔不会具有斜度；此外,还可避免被加工物体与普通镜头产生的离焦而造成额外的畸变,提升了加工精度。本专利技术的技术方案是：一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法，包括从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜为双凹负透镜，所述第二透镜为弯月负透镜，所述第三透镜为弯月正透镜，所述第四透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为平凸正透镜；第一透镜包括第一曲面、第二曲面，所述第二透镜包括第三曲面、第四曲面，所述第三透镜包括第五曲面、第六曲面，所述第四透镜包括第七曲面、第八曲面，所述第五透镜包括第九曲面、第十曲面，其中：所述第一曲面至所述第十曲面的曲率半径依次分别为-57mm、131.75mm、-18mm、-22.5mm、-187.5mm、-49.5mm、133.5mm、-181mm、101.5mm、∞mm，且所述第一曲面至所述第十曲面的曲率半径允许公差均为10％，上偏差为+5％，下偏差为-5％。可选地，所述第一曲面朝向物方且向像方凹陷，所述第二曲面朝向像方且向物方凹陷；所述第三曲面朝向物方且向像方凹陷，所述第四曲面朝向像方且向像方凸起；所述第五曲面朝向物方且向像方凹陷，所述第六曲面朝向像方且向像方凸起；所述第七曲面朝向物方且向物方凸起，所述第八曲面朝向像方且向像方凸起；所述第九曲面朝向物方且向物方凸起，所述第十曲面朝向像方且为平面。可选地，所述第一透镜的中心厚度为3mm，所述第二透镜的中心厚度为7.5mm，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的中心厚度均为10mm；且所述第一透镜至所述第五透镜的中心厚度允许公差均为10％，上偏差为+5％，下偏差为-5％。可选地，所述第二曲面与所述第三曲面之间的间距为12.5mm，所述第四曲面与所述第五曲面之间的间距、所述第六曲面与所述第七曲面之间的间距、所述第八曲面与所述第九曲面之间的间距均为0.4mm；且上述中所述间距的允许公差均为10％，上偏差为+5％，下偏差为-5％。可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的折射率与阿贝数比例均为1.4584/67.82；且所述第一透镜至所述第五透镜的折射率与阿贝数比例允许公差均为10％，上偏差为+5％，下偏差为-5％。可选地，远心镜头的焦距为74mm，远心镜头的入瞳直径为10mm。可选地，所述远心镜头的视场角为32％。可选地，所述远心镜头的远心度小于1°。可选地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用熔融石英。本专利技术还提供了一种激光加工装置，包括如上述中所述的一种用于激光加工的远心镜头。本专利技术另外提供了一种激光加工方法，采用如上述中所述的一种用于激光加工的远心镜头，包括以下步骤：S1、入射光线通过孔径光阑后先经过第一透镜，并经第一透镜扩束后传播至第二透镜；S2、入射光线经第二透镜扩束后传播至第三透镜；S3、入射光线经第三透镜汇聚后传播至第四透镜；S4、入射光线经第四透镜汇聚后传播至第五透镜；S5、入射光线经第五透镜汇聚后到达像方形成于出射光线并平行于光轴。本专利技术所提供的一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法，其包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，第一透镜为双凹负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为弯月正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为平凸正透镜，入射光线沿第一透镜至第五透镜传播，可克服使用普通镜头时，主光线与焦面之间产生一定的倾角，确保加工出来的孔可垂直于平面；并且不会出现离焦现象，有效地校正了像散和畸变，提高了加工精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本专利技术实施例提供的一种用于激光加工的远心镜头的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种用于激光加工的远心镜头的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种用于激光加工的远心镜头的像散曲线示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种用于激光加工的远心镜头的畸变曲线示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种用于激光加工的远心镜头的光学传递函数OFT曲线示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种用于激光加工的远心镜头的模量传递函数MFT曲线示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种用于激光加工的远心镜头的弥散光斑示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种用于激光加工的远心镜头的能量集中度示意图；图9是本专利技术实施例提供的一种激光加工方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、安装、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。另外，本专利技术实施例中若有“左”、“右”、“凹”、“凸”、“平行”、“垂直”、“大”、“小”、“正”、“负”、“扩束”、“汇聚”、“高”、“低”、“入”、“出”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本专利技术中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。如图1至图8所示，本专利技术实施例提供的提供了一种用于激光加工的远心镜头，包括从物方到像方依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，入射光线可沿第一透镜1至第五透镜5传播。本实施例中，入射光线可从左往右传播，位于远心镜头左边的可为物体侧，即物方，位于远心镜头右边的可为图像侧，即像方。第一透镜1可以为双凹负透镜，第二透镜2可以为弯月负透镜，第三透镜3可以为弯月正透镜，第四透镜4可以为双凸正透镜，第五透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于激光加工的远心镜头，其特征在于，包括从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜为双凹负透镜，所述第二透镜为弯月负透镜，所述第三透镜为弯月正透镜，所述第四透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为平凸正透镜；第一透镜包括第一曲面、第二曲面，所述第二透镜包括第三曲面、第四曲面，所述第三透镜包括第五曲面、第六曲面，所述第四透镜包括第七曲面、第八曲面，所述第五透镜包括第九曲面、第十曲面，其中：所述第一曲面至所述第十曲面的曲率半径依次分别为‑57mm、131.75mm、‑18mm、‑22.5mm、‑187.5mm、‑49.5mm、133.5mm、‑181mm、101.5mm、∞mm，且所述第一曲面至所述第十曲面的曲率半径允许公差均为10％，上偏差为+5％，下偏差为‑5％。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光加工的远心镜头，其特征在于，包括从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜为双凹负透镜，所述第二透镜为弯月负透镜，所述第三透镜为弯月正透镜，所述第四透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为平凸正透镜；第一透镜包括第一曲面、第二曲面，所述第二透镜包括第三曲面、第四曲面，所述第三透镜包括第五曲面、第六曲面，所述第四透镜包括第七曲面、第八曲面，所述第五透镜包括第九曲面、第十曲面，其中：所述第一曲面至所述第十曲面的曲率半径依次分别为-57mm、131.75mm、-18mm、-22.5mm、-187.5mm、-49.5mm、133.5mm、-181mm、101.5mm、∞mm，且所述第一曲面至所述第十曲面的曲率半径允许公差均为10％，上偏差为+5％，下偏差为-5％。2.如权利要求1所述的一种用于激光加工的远心镜头，其特征在于，所述第一曲面朝向物方且向像方凹陷，所述第二曲面朝向像方且向物方凹陷；所述第三曲面朝向物方且向像方凹陷，所述第四曲面朝向像方且向像方凸起；所述第五曲面朝向物方且向像方凹陷，所述第六曲面朝向像方且向像方凸起；所述第七曲面朝向物方且向物方凸起，所述第八曲面朝向像方且向像方凸起；所述第九曲面朝向物方且向物方凸起，所述第十曲面朝向像方且为平面。3.如权利要求1所述的一种用于激光加工的远心镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度为3mm，所述第二透镜的中心厚度为7.5mm，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的中心厚度均为10mm；且所述第一透镜至所述第五透镜的中心厚度允许公差均为10％，上偏差为+5％，下偏差为-5％。4.如权利要求1所述的一种用于激光加工的远心镜头，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉庆，彭金明，周朝明，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44