CN107378254A - 多波长激光打标装置及多波长激光打标方法 - Google Patents

Abstract

一种多波长激光打标装置，包括依次设置的激光器、功率衰减器、激光校准装置和扫描装置，激光器输出多波长激光依次通过功率衰减器、激光校准装置和扫描装置后，出射至待加工物件上；功率衰减器，将多波长激光进行功率百分比调节；激光校准装置，用于对不同波长激光的色差进行校正，使不同功率百分比混合的多波长激光平行输出。此外，还提供一种打标方法。上述打标装置和方法，可以调节不同波长的激光的单脉冲能量和峰值功率，调节光脉冲的重叠位置后对工件产生很好的宏观效果，形成不同波长激光的混合多波长激光，从而能够针对不同性能的材料调节出不同的功率百分比的多波长激光，适用范围广，成本低，打标质量好，实现了对材料特殊效果打标。

Description

多波长激光打标装置及多波长激光打标方法

技术领域

本发明涉及激光打标装置，尤其涉及一种多波长激光打标装置及多波长激光打标方法。

背景技术

激光打标是利用高能量的激光束对所要标记材料的表面进行刻蚀，从而形成所需要的图形、文字等标记。

与传统的化学腐蚀、机械冲压等打标方式相比，激光打标具有对材料不产生机械挤压或机械应力，不损坏产品，不产生刀具磨损，标记速度快，绿色环保等优点，因而其应用越来越广泛。

传统的激光打标机产生的激光的波长通常是单一且固定不变的，只能对材料实现单一波长的加工效果。因此，如果需要对材料进行多波长的激光复合加工，用以实现特殊的加工效果，传统单一波长的激光打标机是不可实现的。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种打标成本低、效率高的多波长激光打标装置及多波长激光打标的方法。

一种多波长激光打标装置，包括依次设置的激光器、功率衰减器、激光校准装置和扫描装置，所述激光器输出多波长激光依次通过所述功率衰减器、所述激光校准装置和所述扫描装置后，出射至待加工物件上；

所述功率衰减器，将所述多波长激光进行功率百分比调节；

所述激光校准装置，用于对不同波长激光的色差进行校正，使不同功率百分比混合的多波长激光平行输出。

在其中一个实施例中，所述激光器包括依次设置的LD泵浦源、聚焦镜组、激光谐振腔和倍频或合频模块，所述LD泵浦源发射的激光通过所述聚焦镜组导入所述激光谐振腔，输出的激光通过所述倍频或合频模块后获得多波长的激光。

在其中一个实施例中，所述聚焦镜组包括沿光路设置的两个聚焦镜。

在其中一个实施例中，所述倍频或合频模块用于将谐振腔发出的红外激光通过倍频技术以获得更短的波长。

在其中一个实施例中，所述功率衰减器为手动调节或自动控制。

在其中一个实施例中，所述扫描装置的振镜的X反射镜和Y反射镜的表面均镀有多个波长的全反射膜，使扫描装置同时输出多波长的混合激光。

在其中一个实施例中，所述多波长激光为红外光、紫外光和绿光三个波长的激光束。

在其中一个实施例中，所述扫描装置的振镜的X反射镜和Y反射镜的表面均镀有红外光、紫外光和绿光的45°高反膜。

一种多波长激光打标方法，包括以下步骤：

输出多波长激光；

将所述多波长激光调和为不同功率百分比混合的多波长激光；

将不同波长激光的色差进行校正，使不同功率百分比混合的多波长激光平行输出；

平行输出的多波长激光通过扫描装置出射至待加工物件上。

上述多波长激光打标装置和打标方法，可以调节不同波长的激光的单脉冲能量和峰值功率，调节激光脉冲的重叠位置对工件产生很好的宏观效果，形成不同波长激光的混合多波长激光，从而能够针对不同性能的材料调节出不同的功率百分比的多波长激光，提高了适用范围，降低了成本，提高了打标效率。此外，相比于采用单一波长的激光进行打标，还提高了打标质量，实现了对材料特殊效果打标。

附图说明

图1为一实施方式的多波长激光打标装置的结构示意图。

图2为一实施方式的多波长激光打标方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，一实施方式的多波长激光打标装置100，包括依次设置的激光器10、功率衰减器20、激光校准装置30和扫描装置40。激光器10输出多波长激光依次通过功率衰减器20、激光校准装置30和扫描装置40后，出射至待加工物件上。

在本实施方式中，激光器10包括依次设置的LD泵浦源12、聚焦镜组14、激光谐振腔16和倍频或合频模块18。LD泵浦源12发射的激光通过聚焦镜组 14导入激光谐振腔16，输出的激光通过倍频或合频模块18后获得多波长的激光。多波长激光可以为紫外光与红外光双波长激光束、紫外光与绿光双波长激光束、红外光与绿光双波长激光束或红外光、紫外光和绿光三个波长的激光束。

在本实施方式中，LD泵浦源发射波长为808nm的激光。

在本实施方式中，聚焦镜组14包括沿光路设置的两个聚焦镜。

倍频或合频模块用于将谐振腔发出的红外激光通过倍频技术以获得更短的波长，红外光通过倍频晶体变成绿光，二次倍频在将绿光变成紫外光，从而实现多个波长的激光输出。

功率衰减器20，将多波长激光进行功率百分比调节。从而可调节多波长激光不同功率的混合比。功率衰减器20可以为手动调节或自动控制。功率衰减器20可以根据材料的性能对不同波长的激光进行功率百分比调节，从而使打标效果更好，提高打标质量。

激光校准装置30，用于对不同波长激光的色差进行校正，使不同功率百分比混合的多波长激光平行输出。

扫描装置40的振镜的X反射镜和Y反射镜均镀有多个波长的全反射膜，使扫描装置同时输出多波长的混合激光。

扫描装置40的振镜的X反射镜和Y反射镜的表面镀的全反射膜和激光器 10发射的多波长激光相匹配。例如，多波长激光为红外光、紫外光和绿光三个波长的激光束时，扫描装置40的振镜的X反射镜和Y反射镜的表面均镀有红外光、紫外光和绿光的45°高反膜。

上述多波长激光打标装置100，在常规单波长激光打标的方法的基础上，利用的多波长激光打标装置，可以实现对材料特殊打标效果。例如：如果采用单一的紫外光对塑胶材料进行打标，可以打破塑胶材料的分子键，形成冷化学作用，但部分化学键破坏后，容易和原有的材料脱落，或造成色泽不均。而在紫外光的基础上，加入红外光，采用紫外光与红外光双波长混合作用于塑胶材料时，则可以利用红外的热效应，再次融化材料表层，使材料表层的结构重组，从而打标色彩更加均匀，提高打标质量。

上述多波长激光打标装置100，可以调节不同波长的激光的单脉冲能量和峰值功率，调节光脉冲的重叠位置后对共件产生很好的宏观效果，形成不同波长激光的混合多波长激光，从而能够针对不同性能的材料调节出不同的功率百分比的多波长激光，不仅提高了多波长激光打标装置100的适用范围，降低了成本，提高了打标效率。此外，相比于采用单一波长的激光进行打标，还提高了打标质量，实现了对材料特殊效果打标。

此外，请参考图2，一实施方式的多波长激光打标方法，该方法采用图1 所示的多波长激光打标装置100实现，包括以下步骤：

S10、输出多波长激光。

采用激光器10输出多波长激光。多波长激光可以为紫外光与红外光双波长激光束、紫外光与绿光双波长激光束、红外光与绿光双波长激光束或红外光、紫外光和绿光三个波长的激光束。

在本实施方式中，激光器10包括依次设置的LD泵浦源12、聚焦镜组14、激光谐振腔16和倍频或合频模块18。LD泵浦源12发射的激光通过聚焦镜组 14导入激光谐振腔16，输出的激光通过倍频或合频模块18后获得多波长的激光。

在本实施方式中，LD泵浦源发射波长为808nm的激光。

在本实施方式中，聚焦镜组14包括沿光路设置的两个聚焦镜。

倍频或合频模块用于将谐振腔发出的红外激光通过倍频技术以获得更短的波长，红外光通过倍频晶体变成绿光，二次倍频在将绿光变成紫外光，从而实现多个波长的激光输出。

S20、将多波长激光调和为不同功率百分比混合的多波长激光。

采用功率衰减器20将多波长激光调和为不同功率百分比混合的多波长激光。功率衰减器20可以为手动调节或自动控制。

S30、将不同波长激光的色差进行校正，使不同功率百分比混合的多波长激光平行输出。

采用激光校准装置30对不同波长激光的色差进行校正，使不同功率百分比混合的多波长激光平行输出。

S40、平行输出的多波长激光通过扫描装置出射聚焦至待加工物件上。

扫描装置40的振镜的X反射镜和Y反射镜均镀有多个波长的全反射膜，使扫描装置同时输出多波长的混合激光。

扫描装置40的振镜的X反射镜和Y反射镜的表面镀的全反射膜和激光器 10发射的多波长激光相匹配。例如，多波长激光为红外光、紫外光和绿光三个波长的激光束时，扫描装置40的振镜的X反射镜和Y反射镜的表面均镀有红外光、紫外光和绿光的45°高反膜。

上述多波长激光打标方法，可以调节不同波长的激光的单脉冲能量和峰值功率，调节光脉冲的重叠位置后对共件产生很好的宏观效果，形成不同波长激光的混合多波长激光，从而能够针对不同性能的材料调节出不同的功率百分比的多波长激光，适用范围广，成本低，打标效率高。此外，相比于采用单一波长的激光进行打标，还提高了打标质量，实现了对材料特殊效果打标。

以上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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多波长激光打标装置，其特征在于，包括依次设置的激光器、功率衰减器、激光校准装置和扫描装置，所述激光器输出多波长激光依次通过所述功率衰减器、所述激光校准装置和所述扫描装置后，出射至待加工物件上；

所述功率衰减器，将所述多波长激光进行功率百分比调节；

所述激光校准装置，用于对不同波长激光的色差进行校正，使不同功率百分比混合的多波长激光平行输出。

2.如权利要求1所述的多波长激光打标装置，其特征在于，所述激光器包括依次设置的LD泵浦源、聚焦镜组、激光谐振腔和倍频或合频模块，所述LD泵浦源发射的激光通过所述聚焦镜组导入所述激光谐振腔，输出的激光通过所述倍频或合频模块后获得多波长的激光。

3.如权利要求2所述的多波长激光打标装置，其特征在于，所述聚焦镜组包括沿光路设置的两个聚焦镜。

4.如权利要求2所述的多波长激光打标装置，其特征在于，所述倍频或合频模块用于将谐振腔发出的红外激光通过倍频技术以获得更短的波长。

5.如权利要求1所述的多波长激光打标装置，其特征在于，所述功率衰减器为手动调节或自动控制。

6.如权利要求1所述的多波长激光打标装置，其特征在于，所述扫描装置的振镜的X反射镜和Y反射镜的表面均镀有多个波长的全反射膜，使扫描装置同时输出多波长的混合激光。

7.如权利要求1所述的多波长激光打标装置，其特征在于，所述多波长激光为红外光、紫外光和绿光三个波长的激光束。

8.如权利要求7所述的多波长激光打标装置，其特征在于，所述扫描装置的振镜的X反射镜和Y反射镜的表面均镀有红外光、紫外光和绿光的45°高反膜。

9.一种多波长激光打标方法，其特征在于，包括以下步骤：

输出多波长激光；

将所述多波长激光调和为不同功率百分比混合的多波长激光；

将不同波长激光的色差进行校正，使不同功率百分比混合的多波长激光平行输出；

平行输出的多波长激光通过扫描装置出射至待加工物件上。