CN103048811A - 一种激光扫描器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光扫描器，该扫描器包括声光偏转器和机械振镜系统。激光器发出的光束先经过声光偏转器发生衍射，衍射光束可通过控制输入的电信号来实现快速、精确调控；然后衍射光束经振镜系统进行反射，并且通过振镜系统大角度的扭转来实现大幅面扫描。因此，本发明能实现高速、高精度、大幅面的光学扫描，可广泛应用于激光精密打标、激光快速成型和激光雷达等方面。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光扫描器，可以在激光精密打标、激光快速成型和激光雷达等方面广泛应用。
背景技术
目前，作为在激光打标等中用于通过光扫描进行描绘的光扫描器，主要有机械转镜-振镜系统扫描、检流计扫描、谐振镜扫描等方式。其中，机械转镜-振镜系统扫描装置由机壳、振镜和为了使振镜振动而产生交变电压的线圈构成。当线圈中通有交变电流从而产生交变磁场时，振镜产生共振振动，以此进行光学扫描。由于振镜摆动的角度可以很大，所以这种扫描装置的优点是扫描范围很大，但这种二维的机械扫描由于要克服机械振动及惯性，所以它的缺点是扫描速度较慢，不能满足快速成像及加工的需要。
利用声光偏转器控制光束进行扫描是一种非常有前途的扫描技术。采用声光偏转器进行扫描具有传统机械扫描方式无可比拟的优点：第一是非常快速,它们可以在几微秒之内开断光束,第二是它们无物理运动，可以避免机械振动及惯性，没有机械磨损。这些运转特性可以使声光偏转器成为电子装置中引起变革的关键性元件。但由于它是利用光束通过声光偏转器后的衍射光进行扫描，而衍射光的角度很小，所以它的缺点是扫描的范围很小。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述扫描装置存在的问题，提供一种能实现高速、高精度、大幅面的光扫描器。
本发明的技术方案是：
本发明与已有技术相比具有扫描速度快、精度高、扫描范围广的优点。
附图说明
图1是本发明一格实施例的构成示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明一种扫描器，其特征在于，包括：声光偏转器2，用于使激光器1发出的激光束发生衍射，可通过控制输入的电信号快速、精确地控制衍射光束；振镜系统（x向扫描振镜3和y向扫描振镜4），其反射来自声光偏转器2的衍射光束并且通过其大角度的扭转来实现大幅面扫描。
所述的声光偏转器2包括压电换能器和传输超声波的声光介质（属于常规技术？）。
所述的振镜系统包括：反射镜片、高速摆动的电机及其控制电路，控制电路控制两套电机带动振镜3和4的反射镜片高速摆动（属于常规技术）。
本发明的光路原理叙述如下：激光器1发出的光束先经过声光偏转器2发生衍射，衍射光束可通过控制输入的电信号来实现快速、精确调控；然后衍射光束经振镜系统进行反射，并且通过振镜系统（x向扫描振镜3和y向扫描振镜4）大角度的扭转来实现二维的大幅面扫描。
本发明可广泛应用于激光精密打标、激光快速成型和激光雷达等方面。
本发明的创新点是结合了有技术中的“二维的机械扫描”与“声光偏转器扫描”的优点，即机械的大幅面和声光的高速度。实际运行过程中，机械振镜部分不需要进行复杂的动作，只需要将光束定位于需要扫描的位置附近，而实际激光扫描所加工的精细内容则有速度较快的声光偏转器来负责，与传统的机械式扫描器相比，其机械部分只需要负责定位这一要求，而不需要进行详细内容的刻画，因此能适应高速的环境。例如，如果需要在高速运行的生产线上进行激光标刻时，如果使用传统的机械振镜，在速度较高的情况下，如果刻画的内容很多，机械振镜在工件经过标刻区域时由于所要刻画的实际路径过长，其所需时间大于工件经过的有效时间，这样就会造成信息无法完全标刻，或者标刻信息失真，扭曲。但是如果机械振镜只负责走过较短的路径，将激光束引导至需要详细标刻内容的区域的话，由于声光偏转器的速度非常快，再由声光偏转器负责标刻详细内容，几乎可以瞬间完成，这样，其所需要的时间就会大大短于机械振镜单独使用所需的时间。因此可以再大幅面的情况下完成高速、高精度扫描。
机械振镜的特点就是摆动角度大，但是声光摆动速度低，其扫描幅面可以大约用l=f*thita,来表示，其中l是一个方向的偏转范围，f是场镜有效焦距，thita是最大偏转角，机械振镜的thita很大，所以其扫描范围大，但是由于是机械轴转动实现的这种转动，因此，其角速度是无法声光偏转器的速度相比的，所谓的慢是相对概念，但是声光偏转器的偏转值非常小，几乎比机械场镜的小1个量级，所以其扫描范围又是严重受限的。
Claims (5)
1.一种激光扫描器，其特征在于，包括：
声光偏转器，用于使激光束发生衍射，可通过控制输入的电信号快速、精确地控制衍射光束；
机械振镜系统，用于反射来自声光偏转器的衍射光束并且通过其大角度的扭转来实现大幅面扫描。
2.如权利要求1所述的激光扫描器，其特征在于，使得通过扫描器的激光束产生高速大范围受控的偏转；入射的激光束能够在1微秒量级的时间内产生偏转。
3.如权利要求1所述的激光扫描器，其特征在于，所述的声光偏转器包括压电换能器、传输超声波的声光介质和驱动设备，压电换能器与声光介质组成声光偏转器。
4.如权利要求1所述的激光扫描器，其特征在于，所述的机械振镜系统包括两组反射镜片、电机及其控制电路，控制电路控制电机驱动反射镜片高速摆动。
5.如权利要求1所述的激光扫描器，其特征在于，所述的机械振镜系统入射的激光束能够在±20度的角度范围内偏转。
Priority Applications (1)
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| CN201210527543XA CN103048811A (zh) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | 一种激光扫描器 |
Publications (1)
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| CN103048811A true CN103048811A (zh) | 2013-04-17 |
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