CN110899988A - 一种激光打标对焦控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光打标对焦控制方法，该方法基于激光打标对焦装置，所述装置包括：半反半透镜、激光器、扫描振镜、驱动装置、处理终端、平场聚焦透镜、升降台、低相干光源、光纤耦合器、第一准直镜、第二准直镜、光电探测器、线性移动平台和反射镜，所述激光打标对焦控制方法包括：关闭激光器，控制线性移动平台朝一个方向移动，记录光电探测器接收到光强信号时，反射镜与第二准直镜之间的距离，对比接收到的光强信号，找到信号幅值最大的光强信号，并将所述光强信号所对应的反射镜与第二准直镜之间的距离记为h，通过数学公式计算得到升降台的调整量，根据所述调整量调整升降台。本发明主要用于激光打标技术领域。

Description

一种激光打标对焦控制方法
技术领域
本发明涉及激光打标技术领域，特别涉及一种激光打标对焦控制方法。
背景技术
激光打标是指由激光发生器发出连续高能量的激光光束，通过聚焦到被打标物品的表面，使物品表面发生物理变化或化学变化留下永久标记。激光打标过程中，通过聚焦使激光光束的能量尽量集中于一点保证激光打标在被打标物品上的光斑足够细，是实现高精度打标的重要保障。在产品生产过程中，由于被打标物品的形状大小的区别，在激光打标开始前，需要根据被打标物体对激光打标的焦点进行调整，保证激光光束聚焦于被打标物体表面。同时，因为生产环境的不可控性，人工调整打标焦点存在困难，而且不能保证调焦的精确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光打标对焦控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种激光打标对焦控制方法，该控制方法基于激光打标对焦装置；
所述激光打标对焦装置包括：半反半透镜、激光器、扫描振镜、驱动装置、处理终端、平场聚焦透镜、升降台、低相干光源、光纤耦合器、第一准直镜、第二准直镜、光电探测器、线性移动平台和反射镜，所述反射镜安装在线性移动平台上，所述低相干光源的输出端与光纤耦合器的第一端口连接，所述光纤耦合器的第二端口通过光纤与第二准直镜连接，所述第二准直镜通过直线光路与反射镜连接，所述光纤耦合器的第三端口通过光纤与第一准直镜连接；所述第一准直镜通过直线光路与半反半透镜的光心连接，所述光纤耦合器的第四端口通过光纤与光电探测器的输入端连接，所述处理终端分别与驱动装置和光电探测器的输出端连接，所述扫描振镜、平场聚焦透镜和半反半透镜通过支架支起，所述扫描振镜、平场聚焦透镜、半反半透镜和升降台自上往下依次设置，所述半反半透镜与平场聚焦透镜的光轴呈45°角设置，所述第二准直镜与反射镜构成参考臂光路，所述第一准直镜与半反半透镜构成样品臂光路；令所述第一准直镜与光纤耦合器的第三端口之间的光程为第一光程，所述第二准直镜与光纤耦合器的第二端口之间的光程为第二光程，则第一光程等于第二光程；
所述激光打标对焦控制方法包括：关闭激光器，控制线性移动平台朝一个方向移动，记录光电探测器接收到光强信号时，反射镜与第二准直镜之间的距离，对比接收到的光强信号，找到信号幅值最大的光强信号，并将所述光强信号所对应的反射镜与第二准直镜之间的距离记为h，通过数学公式计算得到升降台的调整量，根据所述调整量调整升降台，所述数学公式为：
s＝h-a；
其中，s表示为调整量，a表示为第一准直镜与半反半透镜的光心的距离。
进一步，所述处理终端为计算机。
进一步，所述光电探测器为单点探测器。
本发明的有益效果是：利用激光打标对焦装置，通过低相干光源、光纤耦合器、第一准直镜、第二准直镜、光电探测器、线性移动平台和反射镜检测到样品的偏移量，然后通过该偏移量来调整升降台，实现打标激光对焦。
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是激光打标对焦装置的结构示意图。
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。
参考图1,一种激光打标对焦控制方法，该方法基于激光打标对焦装置，激光打标对焦装置包括：半反半透镜400、激光器100、扫描振镜200、驱动装置800、处理终端700、平场聚焦透镜300、升降台500、低相干光源620、光纤耦合器610、第一准直镜640、第二准直镜650、光电探测器630、线性移动平台660和反射镜670，所述反射镜670安装在线性移动平台660上，所述低相干光源620的输出端与光纤耦合器610的第一端口连接，所述光纤耦合器610的第二端口通过光纤与第二准直镜650连接，所述第二准直镜650通过直线光路与反射镜670连接，所述光纤耦合器610的第三端口通过光纤与第一准直镜640连接。
所述第一准直镜640通过直线光路与半反半透镜400的光心连接，所述光纤耦合器610的第四端口通过光纤与光电探测器630的输入端连接，所述处理终端700分别与驱动装置800和光电探测器630的输出端连接，所述扫描振镜200、平场聚焦透镜300和半反半透镜400通过支架支起，所述扫描振镜200、平场聚焦透镜300、半反半透镜400和升降台500自上往下依次设置。所述半反半透镜400与平场聚焦透镜300的光轴呈45°角设置，所述第二准直镜650与反射镜670构成参考臂光路，所述第一准直镜640与半反半透镜400构成样品臂光路。其中，令所述第一准直镜640与光纤耦合器610的第三端口之间的光程为第一光程，所述第二准直镜650与光纤耦合器610的第二端口之间的光程为第二光程，则第一光程等于第二光程。
正常打标时，样品被放置在升降台500中，激光器100产生的打标激光进入扫描振镜200，具体光路参考图1的虚线箭头轨迹，所述扫描振镜200将所述打标激光输出到平场聚焦透镜300中，所述平场聚焦透镜300将所述打标激光通过半反半透镜400的透射聚焦在样品中。
当需要对焦时，则关闭激光器100，低相干光源620发出近红外探测光进入光纤耦合器610，然后按10：90的分光比射出，分别前往样品臂光路和参考臂光路光路。光电探测器630接收光纤耦合器610的光并转变成电信号被采集传输到处理终端700。为了方便描述，进入参考臂光路的光称为第一光束，进入样品臂光路的光称为第二光束。具体的，在参考臂光路中，第一光束由光纤耦合器610的第二端口射出，经过光纤并在第二准直镜650射出，第一光束到达反射镜670，反射镜670对第一光束进行反射，第一光束沿原光路返回到光纤耦合器610。在样品臂光路中，第二光束由光纤耦合器610的第三端口射出，经过光纤并在第一准直镜640射出，第二光束继续前进，经过半反半透镜400反射并到达升降台500中，作用在升降台500的样品中。样品对第二光束进行反射，第二光束沿着原光路返回到光纤耦合器610。返回光纤耦合器610的第一光束和第二光束在光纤耦合器610中发生干涉，这个干涉信号通过光纤耦合器610的第四端口输入到光电探测器630中。控制线性移动平台660朝一个方向移动，记录光电探测器630接收到光强信号时，反射镜670与第二准直镜650之间的距离，对比接收到的光强信号，找到信号幅值最大的光强信号，并将所述光强信号所对应的反射镜670与第二准直镜650之间的距离记为h，通过数学公式计算得到升降台500的调整量，根据所述调整量调整升降台，所述数学公式为：
s＝h-a；
其中，s表示为调整量，a表示为第一准直镜640与半反半透镜400的光心的距离。
在一些优选的实施方式中，处理终端700为计算机。
在一些优选的实施方式中，所述光电探测器630为单点探测器。
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)

1.一种激光打标对焦控制方法，该控制方法基于激光打标对焦装置，其特征在于：
所述激光打标对焦装置包括：半反半透镜、激光器、扫描振镜、驱动装置、处理终端、平场聚焦透镜、升降台、低相干光源、光纤耦合器、第一准直镜、第二准直镜、光电探测器、线性移动平台和反射镜，所述反射镜安装在线性移动平台上，所述低相干光源的输出端与光纤耦合器的第一端口连接，所述光纤耦合器的第二端口通过光纤与第二准直镜连接，所述第二准直镜通过直线光路与反射镜连接，所述光纤耦合器的第三端口通过光纤与第一准直镜连接；所述第一准直镜通过直线光路与半反半透镜的光心连接，所述光纤耦合器的第四端口通过光纤与光电探测器的输入端连接，所述处理终端分别与驱动装置和光电探测器的输出端连接，所述扫描振镜、平场聚焦透镜和半反半透镜通过支架支起，所述扫描振镜、平场聚焦透镜、半反半透镜和升降台自上往下依次设置，所述半反半透镜与平场聚焦透镜的光轴呈45°角设置，所述第二准直镜与反射镜构成参考臂光路，所述第一准直镜与半反半透镜构成样品臂光路；令所述第一准直镜与光纤耦合器的第三端口之间的光程为第一光程，所述第二准直镜与光纤耦合器的第二端口之间的光程为第二光程，则第一光程等于第二光程；
所述激光打标对焦控制方法包括：关闭激光器，控制线性移动平台朝一个方向移动，记录光电探测器接收到光强信号时，反射镜与第二准直镜之间的距离，对比接收到的光强信号，找到信号幅值最大的光强信号，并将所述光强信号所对应的反射镜与第二准直镜之间的距离记为h，通过数学公式计算得到升降台的调整量，根据所述调整量调整升降台，所述数学公式为：
s＝h-a；
其中，s表示为调整量，a表示为第一准直镜与半反半透镜的光心的距离。
2.根据权利要求1所述的一种激光打标对焦控制方法，其特征在于：所述处理终端为计算机。
3.根据权利要求1所述的一种激光打标对焦控制方法，其特征在于：所述光电探测器为单点探测器。
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