基于空间光调制器和扫描振镜的高速激光加工装置和方法制造方法及图纸

一种高速激光加工装置及加工方法，该装置包括光源入射光路系统、空间光调制器、扫描振镜系统和样品加工系统，其中，空间光调制器，用于通过加载预先设计的相位全息图从而实现对由所述光源入射光路系统出射光束相位分布的调控；扫描振镜系统，由空间光调制器出射的光束进入扫描振镜系统，跟随扫描振镜角度的偏转实现倾斜角度偏转。本方法和系统利用多焦点阵列代替单点进行激光扫描，可以将加工效率提升两个数量级以上；多焦点阵列由空间光调制器对光束的相位分布调制生成，不影响光束的振幅分布，因此能量损失小；本方法得到的多焦点阵列空间位置分布和强度分布均可自由控制，具有很好的灵活性。

High speed laser processing device and method based on spatial light modulator and scanning galvanometer

【技术实现步骤摘要】
基于空间光调制器和扫描振镜的高速激光加工装置和方法
本专利技术涉及激光制造
，尤其涉及一种基于空间光调制器和扫描振镜的高速激光加工装置和方法。
技术介绍
激光加工依靠光与材料的相互作用，对不同种类的材料进行基于光敏聚合、烧蚀、熔融等不同机理的处理。激光加工技术具有加工精度高、热影响区域小、与材料无接触、绿色环保等优点，在激光打标、三维打印、金属切割、焊接与表面处理等领域取得了广泛的应用。目前激光对材料的加工主要依靠两种扫描方式完成：线性移动平台带动样品扫描和振镜控制激光光点扫描。两种方式中分别保持光点和样品两者之一静止而实现两者的相对运动。其中，振镜能实现的扫描速度快，加工质量好。但是，振镜扫描依靠单个光点实现对材料的扫描加工，加工效率依然受到严重限制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种基于空间光调制器和扫描振镜的高速激光加工装置和方法，以期部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一方面，提供了一种基于空间光调制器和扫描振镜的高速激光加工装置，包括光源入射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光加工装置，其特征在于，包括光源入射光路系统、空间光调制器、扫描振镜系统和样品加工系统，其中，/n光源入射光路系统，包括激光器、由λ/2波片和偏振棱镜组成的光束能量衰减器以及透镜单元，其中，所述光束能量衰减器用于将所述激光器出射光束的能量和偏振态进行控制；透镜单元用于对由通过所述光束能量衰减器的光束进行扩束；/n空间光调制器，用于通过加载预先设计的相位全息图从而实现对由所述光源入射光路系统出射光束相位分布的调控；/n扫描振镜系统，由空间光调制器出射的光束进入扫描振镜系统，跟随扫描振镜角度的偏转实现倾斜角度偏转；/n样品加工系统，利用所述扫描振镜系统出射的光束对材料样品进行聚焦加工。/...

【技术特征摘要】
1.一种激光加工装置，其特征在于，包括光源入射光路系统、空间光调制器、扫描振镜系统和样品加工系统，其中，
光源入射光路系统，包括激光器、由λ/2波片和偏振棱镜组成的光束能量衰减器以及透镜单元，其中，所述光束能量衰减器用于将所述激光器出射光束的能量和偏振态进行控制；透镜单元用于对由通过所述光束能量衰减器的光束进行扩束；
空间光调制器，用于通过加载预先设计的相位全息图从而实现对由所述光源入射光路系统出射光束相位分布的调控；
扫描振镜系统，由空间光调制器出射的光束进入扫描振镜系统，跟随扫描振镜角度的偏转实现倾斜角度偏转；
样品加工系统，利用所述扫描振镜系统出射的光束对材料样品进行聚焦加工。


2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述光源入射光路系统还包括反射镜，用于反射并出射由透镜单元出射的光束。


3.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述相位全息图能够由GS算法或优化旋转角算法生成，也能够由光栅衍射原理计算并定制加工相应的相位调制元件生成。


4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，利用所述光束跟随扫描振镜角度的偏转实现倾斜角度偏转从而实现聚焦光点的横向移动，聚焦光点偏移量由透镜的焦距与倾斜角的正切值的乘积得到。


5.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述光束跟随扫描振镜角度的偏转实现倾斜角度偏转带动多焦点阵列的相对位置发生变化。


6.根据权利要求1所述的激光加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡衍雷，吴东，李家文，褚家如，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34