CN102248805B - 激光打标装置及打标分光方法 - Google Patents

Abstract

一种激光打标装置，包括激光器、扫描头，还包括聚光镜、扩束装置以及设置于所述聚光镜和扩束装置之间的分光装置，所述聚光镜接收激光器中发出的激光束进行聚焦处理，所述扩束装置对分割后的两束激光进行扩束处理并输入扫描头中。上述激光打标装置及分光方法通过设置聚光镜、扩束装置以及该聚光镜与扩束装置之间的分光装置，在激光加工的过程中实现了分割后激光能量的差距介于0～5％的范围之内，满足了市场的需求，有效的保证了打标效果的一致，提高生产效率。

Description

激光打标装置及打标分光方法

【技术领域】

本发明涉及一种光学装置，尤其涉及一种获得激光加工用光束的激光加工装置及打标分光方法。

【背景技术】

随着现代科学技术的发展，激光产器已经应用于越来越多的行业中，其中，激光打标机以其固有的速度快、消耗少以及环保等优点而被广泛地应用和推广。目前，激光打标机被广泛地应用于激光加工领域，利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使工件表层材料气化或发生颜色变化的化学反应，从而在工件表面留下永久性的标记。通过激光打标机，可以打出各种各样的文字、符号和图案等，其字符大小可以从毫米到微米量级，这对于产品的防伪有着特殊的意义。

为降低制造维护成本、双倍地提高标记速度及范围，常常采用双头激光打标机，即将一个激光谐振腔产生的激光对应两组扫描聚焦镜头同时标记。图1示出了双头激光打标装置的分光原理，通过激光打标装置，将激光器输出的激光能量进行分配后，输入到两台扫描头中，从而实现在同一平面大面积高速打标时标记效果一致的目的。然而，传统的双头激光打标机都存在着分光不均匀，从而造成标记效果不一致的问题。传统的双头激光打标机中两组扫描聚焦镜头的焦距及激光能量不一致，因而造成了打标效果不一致。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种标记效果一致的激光打标装置。

此外，还有必要提供一种标记效果一致的激光打标分光方法。

一种激光打标装置，包括激光器、扫描头，还包括聚光镜、扩束装置以及设置于所述聚光镜和扩束装置之间的分光装置，所述聚光镜接收激光器中发出的激光束进行聚焦处理，所述扩束装置对分割后的两束激光进行扩束处理并输入扫描头中。

优选地，所述分光装置包括反射镜片。

优选地，所述分光装置还包括分光镜片，所述分光镜片置于所述聚光装置输出的激光光路上，所述反射镜片置于所述分光镜片输出的激光光路中。

优选地，所述反射镜片包括第一镜片、第二镜片以及第三镜片，所述第一镜片、第二镜片设置于所述分光镜片输出的激光光路上，反射所述分光镜片输出的部分激光，所述第三镜片置于第二镜片输出的激光光路上，反射第二镜片输出的激光。

优选地，所述反射镜片是全反射镜片。

优选地，所述反射镜片是全反射棱镜。

优选地，所述扩束装置包括凹透镜和凸透镜，所述凹透镜和凸透镜之间的距离是可调节的。

优选地，所述分光装置将激光分割成激光能量分别是激光器能量的反射部分47％～49％和透射部分51％～53％的两束激光。

一种激光打标分光方法，包括如下步骤：将激光束进行聚焦处理；将所述聚焦处理后的激光束分割成两束激光；将所述分割后的激光进行扩束处理。

优选地，所述将所述聚焦处理后的激光束分割成两束激光的步骤具体是：将激光分割成激光能量分别是激光器能量的反射部分47％～49％和透射部分51％～53％的两束激光，并反射。

上述激光打标装置及打标分光方法通过设置聚光镜、扩束装置以及该聚光镜与扩束装置之间的分光装置，在激光加工的过程中实现了分割后激光能量的差距介于0～6％的范围之内，满足了市场的需求，有效的保证了打标效果的一致，提高生产效率。

上述激光打标装置及打标分光方法根据实际需要对扩束装置中凹透镜和凸透镜之间的距离进行调整，有效地解决了双头激光打标机中两扫描头焦距不一致的问题。

【附图说明】

图1为一实施例中双头激光打标装置的分光原理图；

图2为一实施例中激光打标装置的结构示意图；

图3为一实施例中激光打标分光方法的流程图。

【具体实施方式】

图2示出了一实施例中激光打标装置的结构，该激光打标装置包括激光器(图中未示出)、聚光镜10、分光装置20、扩束装置30以及扫描头(图中未示出)。

为保证分光过程中的光学性能，激光器中发出的激光束首先经过聚光镜10进行聚焦处理，以得到较佳的光学性能。经过聚焦处理的激光束进入分光装置20，激光器发出的一束激光被分光装置20分割成两束激光后进入扩束装置30中进行扩束处理，以得到两束激光能量偏差不大的激光束，并输入激光扫描头中。

分光装置20包括输入的分光镜片210以及输出的反射镜片。一实施方式中，分光装置20用于将激光器中发出的激光束分割成激光能量相差不大的两束激光，分别是激光器中所输出激光能量的反射部分(镜片220方向)47％～49％和透射部分(镜片240方向)51％～53％，从而保证后续的打标过程中效果的一致性。具体地，分光镜片210置于聚光镜10输出的激光光路上，以分割入射激光束。在其他实施例中，该分光镜片210也可以是能把入射激光整个分割成两束的镜片。反射镜片置于分光镜片210输出的激光光路上，包括第一镜片220、第二镜片240以及第三镜片260，其中，第一镜片220设置于分光镜片输出的一激光光路上，反射分光镜片210输出的部分激光。第一镜片220可以是全反射镜片，也可以是全反射棱镜。第二镜片240设置于分光镜片210输出的另一激光光路上。经过第二镜片240反射的激光束在第三镜片260的反射作用下输出。本实施方式中，第二镜片240和第三镜片260可以是全反射镜片，也可以是全反射棱镜。

经过分光装置20分光并在方向调整后进入扩束装置30，以扩展激光束的直径，减小激光束的发散角。一实施例中，扩束装置30是可变焦扩束镜组，包括输入的凹透镜和输出的凸透镜，通过调节凹透镜和凸透镜之间的距离来改变扩束倍数和激光束发散角，以使得两束激光的焦距一致。

图3示出了一实施例中激光打标分光的方法流程，具体过程如下：

在步骤S10中，将激光束进行聚焦处理。一实施例中，为保证分光过程中得到较佳的光学性能，输入的激光束在经过聚焦处理后才可输出。

在步骤S20中，将所述聚焦处理后的激光束分割成两束激光。一实施例中，在聚焦处理后的输出光路上，对激光束进行分光处理，将激光器中发出的激光束分割成两束能量相差不大的激光并反射，其能量差距介于0～6％的范围之内，分别是激光器中所输出激光能量的反射部分47％～49％和透射部分51％～53％，从而保证了后续打标过程中效果的一致性。

在步骤S30中，将所述分割后的激光进行扩束处理。一实施例中，为扩展激光束的直径，减小激光束的发散角，经过分光处理的激光在调整方向后进行扩束处理，调整凹透镜和凸透镜之间的距离，实现两束激光的焦距一致。

上述激光打标装置及打标分光方法通过设置聚光镜、扩束装置以及该聚光镜与扩束装置之间的分光装置，在激光加工的过程中实现了分割后激光能量的差距介于0～6％的范围之内，满足了市场的需求，有效的保证了打标效果的一致，提高生产效率。

上述激光加工装置及分光方法根据实际需要对扩束装置中凹透镜和凸透镜之间的距离进行调整，有效地解决了双头激光打标机中两扫描头焦距不一致的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种激光打标装置，包括激光器、扫描头，其特征在于，还包括聚光镜、扩束装置以及设置于所述聚光镜和扩束装置之间的分光装置，所述聚光镜接收激光器中发出的激光束进行聚焦处理，所述扩束装置对分割后的两束激光进行扩束处理，调整扩束装置中的凹透镜和凸透镜之间的距离，以扩展激光束的直径，减小激光束的发散角得到两束焦距一致的激光，并输入扫描头中。

2.根据权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述分光装置包括反射镜片。

3.根据权利要求2所述的激光打标装置，其特征在于，所述分光装置中的分光镜片置于所述聚光装置输出的激光光路上，所述反射镜片置于所述分光镜片输出的激光光路中。

4.根据权利要求3所述的激光打标装置，其特征在于，所述反射镜片包括第一镜片、第二镜片以及第三镜片，所述第一镜片、第二镜片设置于所述分光镜片输出的激光光路上，反射所述分光镜片输出的部分激光，所述第三镜片置于第二镜片输出的激光光路上，反射第二镜片输出的激光。

5.根据权利要求2或4所述的激光打标装置，其特征在于，所述反射镜片是全反射镜片。

6.根据权利要求2或4所述的激光打标装置，其特征在于，所述反射镜片是全反射棱镜。

7.根据权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述分光装置将激光分割成激光能量分别是激光器能量的反射部分47％～49％和透射部分51％～53％的两束激光。

8.一种激光打标分光方法，包括如下步骤：

将激光束进行聚焦处理；

将所述聚焦处理后的激光束分割成两束激光；

将所述分割后的激光进行扩束处理，调整扩束装置中的凹透镜和凸透镜之间的距离，以扩展激光束的直径，减小激光束的发散角得到两束焦距一致的激光。

9.根据权利要求8所述的激光打标分光方法，其特征在于，所述将所述聚焦处理后的激光束分割成两束激光的步骤具体是：

将激光分割成激光能量分别是激光器能量的反射部分47％～49％和透射部分51％～53％的两束激光，并反射。