CN107931850A - 一种基于扫频oct的激光打标装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于扫频OCT的激光打标装置,包括:打标激光头、升降机构、打标工作台,所述升降机构与所述打标激光头连接,所述打标激光头内设有:打标激光系统,所述打标工作台位于所述打标激光头下方,所述打标激光头内还设有:扫频OCT系统,所述扫频OCT系统的样品臂与所述打标激光系统具有重合的光路。本装置利用在打标激光头内设置扫频OCT系统,并且扫频OCT系统的样品臂与打标激光系统具有重合的光路,不需要添加额外的光路空间,利用扫频OCT系统的特征减低了对工件平面反射能力的要求,该装置简单可靠,可广泛应用于激光打标作业。
Description
技术领域
本发明创造涉及激光打标机技术领域,特别涉及一种基于扫频OCT的激光打标装置。
背景技术
激光打标是利用激光的高能量作用于工件表面,使工件表面达到瞬间气化,并按预定的轨迹,刻写出具有一定深度的文字、图案。现有的激光打标机一般采用红外线反射测距来确定焦点,将外加的红外线发射器与红外线接收器安装在激光打标头上,红外线发射器发射出的红外光在样品表面反射,红外线接收器接收反射回来的红外光信号,结合计算机数据处理,从而计算出激光打标头头与样品之间的距离。然后以激光焦点距离为标准,判断打标激光的焦点是否在样品表面上;若激光焦点不处于工件表面,利用升降系统调节激光打标头的高度,进行对焦。
但是该装置需要样品拥有良好的平面反射表面才能精准控制系统对焦,否则对焦精度大幅下降。并且该装置在激光打标头外外加光路,添加额外的光路空间,如果工件挡住红外光就无法实现对焦,装置的局限性非常大。
发明内容
本发明解决的技术问题是:现有的激光打标机存在对工件平面反射能力要求高和需要添加额外的光路空间。
本发明解决其技术问题的解决方案是:一种基于扫频OCT的激光打标装置,包括:打标激光头、升降机构、打标工作台,所述升降机构与所述打标激光头连接,所述打标激光头内设有:打标激光系统,所述打标工作台位于所述打标激光头下方,所述打标激光头内还设有:扫频OCT系统,所述扫频OCT系统的样品臂与所述打标激光系统具有重合的光路。
进一步,所述打标激光系统包括:打标激光器、单向透镜、二维扫描振镜系统、平场透镜,所述打标激光器用于发出打标激光,所述打标激光依次通过单向透镜、二维扫描振镜系统、平场透镜,所述扫频OCT系统包括:计算机、点探测器、扫频激光器、分光镜,所述计算机分别与所述升降机构和所述点探测器电连,所述扫频激光器用于发出扫频激光,所述扫频激光通过分光镜分为两束激光,第一束激光透过所述分光镜到达所述参考镜并反射,再经所述分光镜反射进入所述点探测器,第二束激光依次通过所述单向透镜、二维扫描振镜系统、平场透镜。
进一步,所述升降机构包括:滚珠丝杆、步进电机、升降臂,所述步进电机的驱动端与所述滚珠丝杆连接,所述滚珠丝杆与所述升降臂连接,所述升降臂与所述打标激光头连接。
本发明的有益效果是:本装置利用在打标激光头内设置扫频OCT系统,并且扫频OCT系统的样品臂与打标激光系统具有重合的光路,不需要添加额外的光路空间,利用扫频OCT系统的特征减低了对工件平面反射能力的要求,该装置简单可靠,可广泛应用于激光打标作业。利用扫频OCT系统、计算机、升降机构对打标激光的焦点进行追踪,利用计算机、升降机构的结合使得打标激光的焦点一直落在工件平面上,确保在雕刻过程中,打标激光不会离焦。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明创造装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。另外,文中所提到的所有联接/连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减少联接辅件,来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1,参考图1,一种基于扫频OCT的激光打标装置,包括:打标激光头14、升降机构、打标工作台7,所述升降机构与所述打标激光头14连接,所述打标激光头14内设有:打标激光系统、扫频OCT系统,所述打标工作台7位于所述打标激光头14下方。所述打标激光系统包括:打标激光器2、单向透镜4、二维扫描振镜系统5、平场透镜6。所述扫频OCT系统包括:计算机11、点探测器10、扫频激光器1、分光镜9,所述计算机11分别与所述升降机构和所述点探测器10电连。
该装置工作时,将工件放置在所述打标工作台7上,所述打标激光器2发出打标激光,所述打标激光依次通过单向透镜4、二维扫描振镜系统5、平场透镜6,照射到工件上。所述扫频激光器1发出扫频激光,所述扫频激光在分光镜9上分成两束光,第一束光透过分光镜9并到达参考镜8,所述参考镜8将该束光反射回分光镜9,并经过所述分光镜9再次反射到点探测器10中。可知,分光镜9、参考镜8之间的光路形成了扫频OCT系统的参考臂,为了满足光程需求,所述分光镜9与所述参考镜8之间可设有光路模块(未画出)。第二束光在分光镜9表面反射,经所述单向透视镜4反射进入二维扫描振镜系统5,然后进入平场透镜6和打标工作台7,在打标工作台7上的工件表面反射,反射光原路返回到所述分光镜9,并透过所述分光镜9进入所述点探测器10。可知,所述单向透视镜4、二维扫描振镜系统5、平场透镜6、打标工作台7之间的光路形成了扫频OCT系统的样品臂。
两束进入点探测器10的光形成干涉信号。所述计算机11从点探测器10接收到所述干涉信号,计算出参考臂与样品臂存在的光程差,若存在光程差,表示打标激光焦点不在打标平面上;如果不存在光程差,则表示打标激光焦点位于打标平面上。根据是否存在光程差,所述计算机11控制升降机构上的步进电机12旋转,进而带动滚珠丝杆13旋转,使升降臂15升降,改变打标激光头14的高度,最终调节打标激光头14与打标工作台7上工件之间距离,使参考臂与样品臂的光程相等,使得打标激光的焦点位于工件的表面上,确保不离焦。
在该装置中:所述单向透视镜4、二维扫描振镜系统5、平场透镜6、打标工作台7之间的光路均为打标激光系统的系统光路和扫频OCT系统的样品臂,因此该装置不需要增加额外的光路空间,结构简单。同时,在激光打标的过程中扫频OCT系统与计算机11处于工作状态,实时调节打标激光头14高度,实现激光焦点的实时追踪。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种基于扫频OCT的激光打标装置,包括:打标激光头、升降机构、打标工作台,所述升降机构与所述打标激光头连接,所述打标激光头内设有:打标激光系统,所述打标工作台位于所述打标激光头下方,其特征在于,所述打标激光头内还设有:扫频OCT系统,所述扫频OCT系统的样品臂与所述打标激光系统具有重合的光路。
2.根据权利要求1所述的一种基于扫频OCT的激光打标装置,其特征在于,所述打标激光系统包括:打标激光器、单向透镜、二维扫描振镜系统、平场透镜,所述打标激光器用于发出打标激光,所述打标激光依次通过单向透镜、二维扫描振镜系统、平场透镜,所述扫频OCT系统包括:计算机、点探测器、扫频激光器、分光镜,所述计算机分别与所述升降机构和所述点探测器电连,所述扫频激光器用于发出扫频激光,所述扫频激光通过分光镜分为两束激光,第一束激光透过所述分光镜到达所述参考镜并反射,再经所述分光镜反射进入所述点探测器,第二束激光依次通过所述单向透镜、二维扫描振镜系统、平场透镜。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于扫频OCT的激光打标装置,其特征在于,所述升降机构包括:滚珠丝杆、步进电机、升降臂,所述步进电机的驱动端与所述滚珠丝杆连接,所述滚珠丝杆与所述升降臂连接,所述升降臂与所述打标激光头连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 528000 Foshan Institute of science and technology, Xianxi reservoir West Road, Shishan town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee after: Foshan University Country or region after: China Address before: 528000 Foshan Institute of science and technology, Xianxi reservoir West Road, Shishan town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee before: FOSHAN University Country or region before: China |
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