CN102501614A - 时分光路超大幅面快速激光标刻系统 - Google Patents

Abstract

一种时分光路超大幅面快速激光标刻系统，包括有激光器(1)、扩束镜(2)和法拉第旋光器(3)，还包括至少两套振镜系统(6A、6B、6C)，在每套振镜系统(6A、6B、6C)前分别置有偏振片(4A、4B)或全反射镜(7)，所述偏振片(4A、4B)和全反射镜(7)共同组成时分光路，该时分光路入射端与法拉第旋光器(3)连结，可将法拉第旋光器(3)的来光经偏振片(4A、4B)或全反射镜(7)透射或折射后送至各振镜系统(6A、6B、6C)。是一种振镜系统与加工工件无相对移动的加工速度快、标记精度高、幅面易于扩充的超大幅面激光标刻系统。

Description

时分光路超大幅面快速激光标刻系统

【技术领域】

本发明涉及激光标刻系统，具体涉及时分光路超大幅面快速激光标刻系统。

【背景技术】

激光标刻(激光标记雕刻)作为一种现代工业加工技术由于其无耗材、无污染以及易于形成永久性标记等优点，广泛用于在各种金属，如不锈钢、铝材、铜；塑料，橡胶等材料上进行文字、图案标记，如商标，生产日期，条码，公司注册图案等等。激光标刻系统包括：激光器、激光扩束镜、及一套振镜系统，激光器发出的激光经激光扩束镜、进入振镜系统对工件进行雕刻，现有技术的激光标刻系统只有一套振镜系统，在进行大幅面激光标刻时，需使用长焦距场镜以扩大标刻幅面，若要进行更大幅面的激光标刻，则需利用传动装置使振镜系统与加工工件作相对移动。其缺点在于：首先，工件移动所需的时间使得整个加工时间延长，降低了加工效率；其次，相对移动带来的振动也容易使得激光器的稳定性下降；另外，当需要进行高精度激光标刻时，高精度的传动设备会大大增加系统成本。

【发明内容】

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种振镜系统与加工工件无相对移动的加工速度快、标记精度高、幅面易于扩充的超大幅面激光标刻系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种时分光路超大幅面快速激光标刻系统，包括有激光器和装于激光器后的扩束镜，其特征在于：还包括装于扩束镜后的法拉第旋光器和至少两套振镜系统，在每套振镜系统前分别置有偏振片或全反射镜，所述偏振片和全反射镜共同组成时分光路，该时分光路入射端与法拉第旋光器连结，可将法拉第旋光器的来光经偏振片或全反射镜透射或折射后送至各振镜系统。

所述激光器输出激光是偏振光。

激光器输出激光先经过激光扩束镜，可以减小激光远场发散角。

通过法拉第旋光器控制改变激光偏振方向，使激光在偏振片上出现完全反射或完全透射的情况，根据特殊要求，也可出现部分反射或部分射透的情况，且反射光与透射光功率比值可控。

经过偏振片的透射光或反射光可以直接进入振镜系统，也可根据需要，经全反镜后再进入振镜系统，从而改变振镜系统的放置方向。

经过偏振片的透射光或反射光可再经过法拉第旋光器，从而形成更多路的激光通断选择。

根据加工材料对激光的敏感程度，可以在振镜系统前加机械光闸，以完全关断激光。

本发明的有益效果是：运用此发明制造的超大幅面激光标刻系统，振镜系统与加工工件无相对移动，加工速度快、标记精度高、幅面易于扩充，特别适用于大幅面工件的高速高精度激光标刻。

【附图说明】

下面结合附图对发明作进一步的描述。

图1是本发明第一实施例光路示意图；

图2是本发明第二实施例光路示意图。

图中：1为激光器、2为扩束镜、3为法拉第旋光器、3A为第二法拉第旋光器、4A、4B为偏振片、5A、5B、5C为机械光闸、6A、6B、6C为振镜系统、7为全反射镜。

箭头所示为激光方向。

【具体实施方式】

参见附图，本发明时分光路超大幅面快速激光标刻系统包括有激光器1和装于激光器1后的扩束镜2，其特征在于：还包括装于扩束镜2后的法拉第旋光器3和至少两套振镜系统6A、6B、6C，在每套振镜系统6A、6B或6C前分别置有偏振片4A、4B或全反射镜7，所述偏振片4A、4B和全反射镜7共同组成时分光路，该时分光路入射端与法拉第旋光器3连结，可将法拉第旋光器3的来光经偏振片4A、4B或全反射镜7透射或折射后送至各振镜系统6A、6B、6C。

在本发明的实施例中，所述全反射镜7是45°全反射镜，所述激光器输出激光为偏振光，并且在振镜系统6A、6B、6C前分别加有机械光闸4A、4B、4C。

本发明的第一实施例有两套振镜系统6A、6B，在第一振镜系统6A前置偏振片4A，第二振镜系统6B前置全反射镜7，可将法拉第旋光器3的来光经偏振片4A透射后送至第一振镜系统6A，亦可将法拉第旋光器3的来光经偏振片4A折射后送至反射镜7，反射镜7将来光折射送至第二振镜系统6B。

本发明的第二实施例有三套振镜系统6A、6B、6C，在第一振镜系统6A前置第一偏振片4A，第二振镜系统6B前置第二偏振片4B，在第三振镜系统6C前置全反射镜7，可将法拉第旋光器3的来光经第一偏振片4A透射后送至第一振镜系统6A，亦可将法拉第旋光器3的来光经第一偏振片4A折射后送至第二偏振片4B，由第二偏振片4B将第一偏振片4A的来光折射向第二振镜系统6B，还可由第二偏振片4B将第一偏振片4A的来光透射至反射镜7，反射镜7将来光折射送至第三振镜系统6C。

在本发明的第二实施例中，在第一偏振片4A与第二偏振片4B之间还有第二法拉第旋光器3A，经过第一偏振片4A的反射光再经过第二法拉第旋光器加至第二偏振片4B，可形成更多路的激光通断选择。

在本发明的各实施例中，在各振镜系统6A、6B、6C前分别装有机械光闸5A、5B、5C，用于控制激光光路通断以控制各振镜系统6A、6B、6C的工作忕态。

以2路选择通过光路为例，描述本发明的具体运用：参见图1，假设激光器械输出为垂直于纸面的线偏振激光。输出激光首先经过扩束镜2，增大束腰半径并压缩其远场发散角，然后再通过法拉第旋光器3。若此时，法拉第旋光器3不加电压，则激光的偏振方向不发生变化，即在透过法拉第旋光器后，激光的偏振方向仍垂直于纸面。由于选择了入射角为45°的偏振片，则偏振方向为垂直于纸面的激光在偏振片上发生全反射，从而经45°全反镜后，再进入第二振镜系统。若在法拉第旋光器3上加电压，使激光偏振方向平行于纸面，则此时激光可以完全透过偏振片，沿图1中虚线方向进入第一振镜系统。这样，通过对法拉第旋光器的电压控制，实现了在工件上的不同位置进行激光标刻的作用。若两套振镜系统所标刻的内容相同，还可以控制法拉第旋光器将激光旋转为与纸面成45°夹角的线偏振光，从而使得两套振镜系统可以同时进行激光标刻，当有特殊要求时，也可通过法拉第旋光器将光旋转为与纸面成任意夹角的线偏振光，从而现实对两套振镜系统所通过的激光功率比值进行调控。由于两套振镜系统的位置固定，则实际标刻距离可通过软件进行校正，从而能方便地现实高定位精度激光标刻。由于当偏振片选择光路时，在未被选通的方向可能出现少许漏过激光，若所加工材料对此漏过激光非常敏感，还可在两套振镜系统上，分别加上机械光闸，从而完全阻断未被选择通过光路的激光。

另外，如所激光标刻幅面需要进行进一步的扩展，则只需要利用类似原理，可在第一块偏振片后再加入一套法拉第旋光器和一块偏振片及一套振镜系统，如图2所示，则可对激光标刻幅面进行进一步的扩展。

Claims (7)

1.一种时分光路超大幅面快速激光标刻系统，包括有激光器(1)和装于激光器(1)后的扩束镜(2)，其特征在于：还包括装于扩束镜(2)后的法拉第旋光器(3)和至少两套振镜系统(6A、6B、6C)，在每套振镜系统(6A、6B、6C)前分别置有偏振片(4A、4B)或全反射镜(7)，所述偏振片(4A、4B)和全反射镜(7)共同组成时分光路，该时分光路入射端与法拉第旋光器(3)连结，可将法拉第旋光器(3)的来光经偏振片(4A、4B)或全反射镜(7)透射或折射后送至各振镜系统(6A、6B、6C)。

2.根据权利要求1所述的时分光路超大幅面快速激光标刻系统，其特征在于：反射镜(7)是45°全反射镜。

3.根据权利要求1所述的时分光路超大幅面快速激光标刻系统，其特征在于：所述激光器输出激光为偏振光。

4.根据权利要求1所述的时分光路超大幅面快速激光标刻系统，其特征在于：所述振镜系统(6A、6B、6C)前分别加有机械光闸(4A、4B、4C)。

5.根据权利要求1所述的时分光路超大幅面快速激光标刻系统，其特征在于：有两套振镜系统(6A、6B)，在第一振镜系统(6A)前置偏振片(4A)，第二振镜系统(6B)前置全反射镜(7)，可将法拉第旋光器(3)的来光经偏振片(4A)透射后送至第一振镜系统(6A)，亦可将法拉第旋光器(3)的来光经偏振片(4A)折射后送至反射镜(7)，反射镜(7)将来光折射送至第二振镜系统(6B)。

6.根据权利要求1所述的时分光路超大幅面快速激光标刻系统，其特征在于：有三套振镜系统(6A、6B、6C)，在第一振镜系统(6A)前置第一偏振片(4A)，第二振镜系统(6B)前置第二偏振片(4B)，在第三振镜系统(6C)前置全反射镜(7)，可将法拉第旋光器(3)的来光经第一偏振片(4A)透射后送至第一振镜系统(6A)，亦可将法拉第旋光器(3)的来光经第一偏振片(4A)折射后送至第二偏振片(4B)，由第二偏振片(4B)将第一偏振片(4A)的来光折射向第二振镜系统(6B)，还可由第二偏振片(4B)将第一偏振片(4A)的来光透射至反射镜(7)，反射镜(7)将来光折射送至第三振镜系统(6C)。

7.根据权利要求6所述的时分光路超大幅面快速激光标刻系统，其特征在于：在第一偏振片(4A)与第二偏振片(4B)之间还有第二法拉第旋光器(3A)，经过第一偏振片(4A)的反射光再经过第二法拉第旋光器加至第二偏振片(4B)。

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