CN103950295A - 一种声光偏转激光标记方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光调制技术领域，具体的说是一种声光偏转激光标记方法及其装置。本发明摒弃了传统激光标记机的机械式激光偏转方式，采用声光偏转技术可极大地提高标记精度、标记速度和设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明及激光调制技术领域，具体的说是一种声光偏转激光标记方法及其装置。
背景技术
激光标记机通常由激光器及冷却系统，光束偏转传输系统，聚焦镜，计算机、专用软件及控制系统构成。如图1所示。
激光标记机的工作原理：传统的激光标记机均是通过调整反射镜的角度或是通过扫描仪方式等机械式光束偏转传输激光，经聚焦镜聚焦到工件上，来实现激光刻蚀出所需的各种文字、图形等激光标记。如图2所示。
由于机械本身结构的局限，要使光束发生偏转，机械运动由于惯性而较难改变方向，所以机械运动改变方向的需要一个减速-停止-加速-减速-停止的过程。机械式光束偏转传输若要实现快速改变方向，只有提高加速度；有限且机械要承受极大的冲击力，这会极大缩短机械的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种利用声光偏转激光标记的技术，偏转更精确、标记更快速。
为实现上述技术目的，本发明提供的方案是：一种声光偏转激光标记方法，包括如下步骤。
步骤一，通过激光器产生激光。
步骤二，将激光通过声光偏转器进行多级光束偏转。
步骤三，通过调整每级声光偏转器的超声波频率来改变声光介质对激光的偏转角度。
步骤四，根据所要标记的图案要求，重复步骤三，完成标记作业。
而且，所述步骤二中的光束偏转为两级偏转，该两级偏转的偏转平面正交设置。
本发明还提供一种声光偏转激光标记装置，包括激光器、冷却系统、光束偏转传输组件、聚焦镜、控制系统，所述光束偏转传输组件位于激光器和聚焦镜之间，冷却系统为激光器和光束偏转传输组件降温，激光器、冷却系统、光束偏转传输组件均由控制系统控制，光束偏转传输组件包括两只正交设置的声光偏转器。
而且，所述声光偏转器包括声光介质、吸声材料、电声转换器、散热器，声电转换器与声光介质连接，声光介质的非导光面上依次铺设吸声材料和散热器。
本发明摒弃了传动激光标记机的机械式激光偏转方式，采用声光偏转技术可极大地提高标记精度、标记反应速度和设备的使用寿命。
附图说明
图1是激光标记机的原理框图。
图2是传统激光标记机结构示意图。
图3是声光偏转器的结构示意图。
图4是声光偏转器的原理图。
图5是声光偏转激光标记装置的工作原理图。
其中，1、声光介质，2、电声转换器，3、吸声材料，4、散热器，5、进水管，6、出水管。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
声光调制技术已普遍应用在连续激光器中，以提高中小型连续激光器的瞬时功率，此技术称为声光调Q；声光偏转则是利用声光相互作用来控制激光束传播方向；二者的原理都是声光衍射效应。
本实施例提供一种声光偏转激光标记方法，包括如下步骤。
步骤一，通过激光器产生激光。
步骤二，将激光通过声光偏转器进行多级光束偏转。
步骤三，通过调整每级声光偏转器的超声波频率来改变声光介质对激光的偏转角度。
步骤四，根据所要标记的图案要求，重复步骤三，完成标记作业。
进一步的，上述步骤二中的光束偏转为两级偏转，该两级偏转的偏转平面正交设置。
本发明还提供一种声光偏转激光标记装置，包括激光器、冷却系统、光束偏转传输组件、聚焦镜、控制系统，所述光束偏转传输组件位于激光器和聚焦镜之间，冷却系统为激光器和光束偏转传输组件降温，激光器、冷却系统、光束偏转传输组件均由控制系统控制，光束偏转传输组件包括两只正交设置的声光偏转器。
进一步的，如图3所示，上述声光偏转器包括声光介质1、电声转换器2、吸声材料3、散热器4，声电转换器2与声光介质1连接，声光介质1的非导光面上依次铺设吸声材料3和散热器4。散热器4可以是水冷型散热器。
声光偏转器的工作原理如图4所示，电声转换器加电后，将超声波馈入声光介质，声波是疏密波，声光介质的折射率发生周期变化，对相对声波方向以某一角度传播的光波来说，相当于一个相位光栅。在超声场中光波发生衍射，改变传播方向，（这就是声光衍射效应）。应用广泛的是布拉格衍射，入射光Ii的一部分偏离到布拉格角Ib的方向。偏角θB由布拉格公式决定：2λsSinθB=λ0/n=λ。衍射效率Ib（L）/Ii(0)＝Sin2（ηL）=sin2( )，
式中，P为超声功率，M为声光介质品质因数，M=n6p2/ρVS3. n,p,ρ分别表示材料的折射率，光弹性系数和密度。L/h为电声转换器长宽比，λ0为真空波长。
声光偏转器通过改变声波频率来改变衍射光的方向，从而控制偏转角度。
布拉格公式：2λsSinθB=λ0/n
SinθB=λ0/2 nλs
θB布拉格角一般很小，可写为
θB≈λ0/2 nλs≈λ0fs/2 nVs
衍射光与入射光的夹角（偏转角）等于布拉格角θB的2倍
θ=λ0fs/nVs
由上式可以看出：改变超声波的频率fs，就可以改变其偏转角θ，从而达到控制光束传播方向的目的。
如图5所示，本发明提供的声光偏转激光标记装置的工作原理：激光器输出的激光束经过声光偏转器1作水平偏转，经过声光偏转器2作垂直偏转，经聚焦镜聚焦到工件上，由计算机、专用软件控制系统控制、刻蚀出所需的各种文字、图形等激光标记。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种声光偏转激光标记方法，包括如下步骤：
步骤一，通过激光器产生激光；
步骤二，将激光通过声光偏转器进行多级光束偏转；
步骤三，通过调整每级声光偏转器的超声波频率来改变声光介质对激光的偏转角度；
步骤四，根据所要标记的图案要求，重复步骤三，完成标记作业。
2.根据权利要求1所述的一种声光偏转激光标记方法，其特征在于：所述步骤二中的光束偏转为两级偏转，该两级偏转的偏转平面正交设置。
3.一种使用如权利要求1所述声光偏转激光标记方法的声光偏转激光标记装置，包括激光器、冷却系统、光束偏转传输组件、聚焦镜、控制系统，其特征在于：所述光束偏转传输组件位于激光器和聚焦镜之间，冷却系统为激光器和光束偏转传输组件降温，激光器、冷却系统、光束偏转传输组件均由控制系统控制，光束偏转传输组件包括两只正交设置的声光偏转器。
4.根据权利要求3所述的声光偏转激光标记装置，其特征在于：所述声光偏转器包括声光介质、吸声材料、电声转换器、散热器，声电转换器与声光介质连接，声光介质的非导光面上依次铺设吸声材料和散热器。
Priority Applications (1)
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| CN201410150036.8A CN103950295A (zh) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | 一种声光偏转激光标记方法及其装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105446051A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-03-30 | 武汉嘉铭激光有限公司 | 一种激光声光扫描方法及其装置 |
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2014
- 2014-04-15 CN CN201410150036.8A patent/CN103950295A/zh active Pending
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