一种激光光束分光方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光光束分光方法及其装置。激光光束分光装置包括控制电路、激光器和声光调制装置，声光调制装置包括至少２个调制信号输入端，控制电路产生激光激发信号和至少２个声光调制信号，激光器在激光激发信号的作用下发射出作为声光调制器入射光的激光光束，声光调制信号驱动声光调制装置将入射的激光光束调制出至少２束衍射光。本发明专利技术采用了分时分光，使每一发激光脉冲的峰值能量尽可能地被利用，克服了现有技术中分光后两束光峰值能量减半的缺陷。而且，本发明专利技术激光光束分光装置输出光束的均匀性可以通过手工调整或者自动调整以达到长期稳定。本发明专利技术特别适用于有高峰值能量需求的应用场合。

【技术实现步骤摘要】
一种激光光束分光方法及其装置本专利技术涉及激光技术，尤其涉及一种激光光束分光方法及其装置。 使用会聚后的激光光束光斑在PCB板上加工微孔是高端线路板行 业中大量釆用的制程工艺，随着线路板制造的大量化、规模化，对微 孔加工的产能及品质需求也不断地在提高，因此相关的加工设备也由 原来的单光束(单轴)加工衍变成如今大量釆用的双光束(双轴)加 工方式，乃至全新的多轴(例如四轴)加工。由于i殳备中4吏用的激光 器是比较昂贵的器件，因此在多轴加工设备实现上最可行的方法是采 用单激光器加上光束分光来实现。在多光束分光实现上，通常采用分光镜， 一方面由于分光镜分出 的两束光在光能量(或者光功率)上是很难达成一致，即使使用很精 密的真空镀膜，两光束在能量上也难免有差异，同时分光镜在长期使 用中由于风光膜层的变质或退化，直接都有造成分光的不平衡性；另 一方面激光峰值能量要求比较高的应用场合，这种分光方式将无法使 用。分光镜的镜面上镀有特殊的光学镀膜，可将入射光束一分为二， 一部分反射， 一部分透射。但在实际4吏用中，分光镜分光一方面分光存在分光不均匀的现象，而且无法进行有效的均匀性调整；另一方面 分光后的两束光的峰值能量各自只有入射光束的一半，而这种峰值能 量减半后的激光光束我们可以通俗的认为是"刀变钝了"。峰值能量减 半后的激光光束加工出来的孔形品质会明显变差，而对于目前激光微 孔加工逐步流行的铜面直接加工(DLD)制程，这种峰值能量减半后的 激光光束将无法进行正常加工。本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够实现高峰值能量光束输 出的激光光束分光装置。本专利技术另一个要解决的技术问题是提供一种能够实现高峰值能量 光束输出的激光光束分光方法。为了解决上述技术问题，本专利技术釆用的技术方案是， 一种激光光 束分光装置，包括控制电路、激光器和声光调制装置，所述的声光调 制装置包括至少2个调制信号输入端，所述的控制电路产生激光激发 信号和至少2个声光调制信号，激光器在激光激发信号的作用下发射 出作为声光调制器入射光的激光光束，声光调制信号驱动声光调制装 置将入射的激光光束调制出至少2束1级衍射光。以上所述的激光光束分光装置，所述的声光调制装置包括至少2 个单通道声光调制器沿激光光束入射方向串耽改置构成。以上所述的激光光束分光装置，所述的声光调制装置可以是双通 道声光调制器。所述双通道声光调制器最好是单向双通道声光调制器或双方向双通道声光调制器。激光光束分光方法采用的技术方案是，使用上述的激光光束分光 装置，各声光调制信号是在相位上相互错开，互不重叠的脉沖信号。以上所述的激光光束分光方法，所述的激光激发信号为脉沖信号， 各声光调制信号的脉沖周期等于激光激发信号的脉沖周期或等于激光 激发信号脉冲周期的整数倍，各声光调制信号与激光激发信号在相位 上存在重叠。以上所述的激光光束分光方法，所述的声光调制装置由2个单通 道声光调制器沿激光光束入射方向串联^t置构成，或采用双通道声光 调制器；各声光调制信号的脉沖周期等于激光激发信号脉冲周期的1 倍或者2倍。以上所述的激光光束分光方法，所述的激光激发信号脉沖在相位 上包容各声光调制信号的脉沖。以上所述的激光光束分光方法，所述的声光调制信号的脉沖具有 陡升的上升沿。本专利技术采用了分时分光，与分光镜的同时分光相比，可以使每一 发激光脉沖的峰值能量尽可能地被利用，克服了现有技术中分光后两 束光峰值能量减半的缺陷，特别适用于有高峰值能量需求的应用场合。 同时，由于输入到声光调制装置的各声光调制信号的脉宽可以单独控 制或者调整，声光调制装置的各通道衍射效率也可以单独调整，因此 输出光束的均匀性可以通过手工调整或者自动调整以达到长期稳定。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图l是本专利技术激光光束分光装置实施例的原理框图。图2是本专利技术激光光束分光装置实施例1声光调制装置的示意图。图3是本专利技术激光光束分光装置实施例2声光调制装置的示意图。图4是本专利技术激光光束分光装置实施例3声光调制装置的示意图。图5是本专利技术激光光束分光装置实施例4的控制脉沖和激光脉冲的波形和时序图。图6是本专利技术激光光束分光装置实施例5的控制脉冲和激光脉沖 的波形和时序图。本专利技术激光光束分光装置实施例的原理框图如附附图说明图1所示，该装 置的主要部件分为两大部分 一部分是电子控制部分10，它可以是通 用的数字电路，也可以是集成在系统中的智能电路，它是光束分光的 控制中心，其作用是产生两组控制信号， 一组用于控制电路来控制激 光器的脉冲激发，如图1中所示的①，另一组控制声光调制器(A0M) 的光束调制，如图1所示的②和③。本装置的另一部分是光学器件部 分20，它是在激光光学中常见的声光调制(A0M装置)，由晶体模块和 驱动电源两部分组成，其中晶体模块放置在实际的激光光路中，而驱 动电源接收外部输入的调制信号，来驱动晶体模块工作。如图2中所 示的④是激光器发射的激光光束，也是声光调制器(A0M)装置的入射光，而0级输出光是声光调制器(A0M装置)在对入射光调制过程中直 接通过晶体的残留光，而有效的1级衍射光对应于图1中的输出光⑤ 和 ，然后2束该1级衍射光工作于其该工作的场合，当然在其他实 施例中，本声光调制器也可分成多束有效的1级书f射光，而不仅仅限 制为2束。本专利技术通过声光调制器(A0M装置)作为分光光字期间，同时利 用专门设计的数字控制电路来同时控制激光器的光束激光与声光调制 器的光束调制，达到将入射至声光调制器的激光光束分成多束有效的1 级衍射光，不会存在普通分光镜因不均匀性或"刀变钝，，的问题，因 此经过声光调制器调制后的输出光束峰值能量比分光镜分光后的有效 的1级衍射光的束峰值能量有大幅度的提高，使得本装置能引用在更 广泛的场合。在实际的A0M装置实现中，可以通过改变声光调制器的调制脉冲 宽度或衍射效率来有效的调整衍射光束间的光能量(或者光功率)的 差异，使得输出光束保持长期的稳定性，具体有3种不同的方法，如 下所述图2所示为A0M装置实现的第一种方式本实施例的A0M装置采 用两个完全相同的单通道(单工作频率)，即单通道A0M1与单通道 A0M2，且单通道A0M1与单通道A0M2沿着光束入射方向串联放置，控 制信号分别加在对应的A0M装置上，使得有效的2束书f射光均匀分布 于0级输出光的两侧，即通过调整声光调制器的脉沖宽度来调整衍 射光束间的光能量(或者光功率)的差异。其他两种A0M装置的方式采用两通道(双工作频率)声光调制器 (AOM),而控制信号分别加在不同的通道上，即通过声光调制器的 衍射效率来有效的调整衍射光束间的光能量(或者光功率)的差异其 中，图3所示的第二种方式和图4所示的第三种方式，均采用了不同 的声光调制器(AOM),所以，在输出光的方向上有明显的不同。其中图3所示的第二种方式采用单方向双通道声光调制器(即 单向双通道AOM)，它的两路输出光(即1级书f射光)在0级光的同 侧，两路有效输出光的夹角比较小。图4所示的第三种方式采用双方 向双通道声光调制器(即双向双通道AOM),它的两路输出光(即1 级衍射光)在0级光的两侧，两路有效输出光的夹角比较大，在使用 上更能方便后续光路装置的设计。下面，参照图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光光束分光装置，包括控制电路、激光器和声光调制装置，其特征在于，所述的声光调制装置包括至少２个调制信号输入端，所述的控制电路产生激光激发信号和至少２个声光调制信号，激光器在激光激发信号的作用下发射出作为声光调制器入射光的激光光束，声光调制信号驱动声光调制装置将入射的激光光束调制出至少２束１级衍射光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高云峰，李强，雷群，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，深圳市大族数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]