CN111055031A - 一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其结构包括有机体、静压力水辅助装置、纳秒激光器、水平支座、滑轨组件、液晶显示屏、注射器，机体的工作台面上放置有液晶显示屏，液晶显示屏的一侧设有与机体垂直连接的滑轨组件，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：透明介质材料与水接触产生接触面，能提高透明介质材料在接触界面的激光吸收率，有助于提高纳秒激光的加工效率，利于提升纳秒激光加工效果，使加工后的激光材料质量能得到保证，利用发条的特性及磁性原理，能实现对不同厚度的激光材料的压紧，通过与密封圈的配合，防止待激光加工透明介质材料渗水，进一步提高激光吸收率。

Description

一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备

技术领域

本发明涉及激光材料技术领域，具体地说是一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备。

背景技术

激光材料主要是凝聚态物质，以固体激光物质为主，固体激光材料分为两类，一类是电激励为主的半导体激光材料，另一类是通过分立发光中心吸收光泵能量后转换成激光输出的发光材料，后者以氧化物和氟化物为主，如硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、氟化物玻璃、氧化铝晶体、钇铝石榴石晶体、氟化钇锂等，因氧化物材料具有良好的物理性质，如高的硬度、机械强度和良好的化学稳定性，使得其加工困难，一般采用纳秒激光，由于该类固体激光材料对纳秒激光具有透过的特性，会导致其对纳秒激光的吸收率极低，从而大大降低了纳秒激光的加工效率，且纳秒激光加工效果差，使得加工后的激光材料质量得不到保证。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备。

本发明采用如下技术方案来实现：一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其结构包括有机体、静压力水辅助装置、纳秒激光器、水平支座、滑轨组件、液晶显示屏、注射器，所述机体的工作台面上放置有液晶显示屏，所述液晶显示屏的一侧设有与机体垂直连接的滑轨组件，所述滑轨组件上垂直活动连接有水平支座，所述水平支座上装有纳秒激光器，所述纳秒激光器的正下方设有与注射器，配合的静压力水辅助装置，所述静压力水辅助装置、注射器均与机体连接；

所述静压力水辅助装置包括有液体储放筒、透明介质材料置放盖、待激光加工透明介质材料、固定扣合盖，所述液体储放筒上连接有透明介质材料置放盖，所述透明介质材料置放盖外过度配合有固定扣合盖，所述透明介质材料置放盖放置有待激光加工透明介质材料，所述待激光加工透明介质材料与固定扣合盖相配合，所述透明介质材料置放盖位于纳秒激光器的正下方，所述液体储放筒与注射器相连通。

作为优化，所述液体储放筒包括有进水口、筒体、外螺纹管，所述筒体的一侧靠近底部开设有进水口，所述进水口与注射器连接，所述筒体顶心垂直连通有与之为一体化结构的外螺纹管，所述外螺纹管与透明介质材料置放盖螺纹连接。

作为优化，所述透明介质材料置放盖包括有密封圈、圆孔、盖体，所述盖体的顶面中心开设有圆孔，所述圆孔与密封圈的内圆口相通，所述密封圈固定在盖体的顶面，所述密封圈的内圆口口径大于圆孔的直径，所述盖体内壁的三角螺纹与外螺纹管的外壁三角螺纹相配合，所述盖体外连有固定扣合盖。

作为优化，所述固定扣合盖包括有空心盖、限位居中组件、夹具组件，所述空心盖设有夹具组件，所述夹具组件下方设有与限位居中组件连接的空心盖，所述待激光加工透明介质材料放置于夹具组件与密封圈之间。

作为优化，所述夹具组件包括有夹块、导向板、发条、转轴、齿轮、回型套，所述转轴布设有两根，两根所述转轴均装有齿轮，两个所述齿轮相啮合，所述转轴均连接于发条，所述发条均配合有回型套，所述回型套连接有夹块，所述夹块还与导向板相配合，所述夹块设有四块且布设于空心盖的四个正方位，所述夹块与待激光加工透明介质材料贴合接触。

作为优化，所述限位居中组件包括有海绵块、棱条、薄板，所述薄板的一面设有棱条，另一面连接有海绵块，所述海绵块远离薄板的一面与空心盖的内壁相连，所述棱条与待激光加工透明介质材料接触。

作为优化，所述夹块还包括有电磁铁、S极朝外永磁铁、压块、活动口、空心块体，所述空心块体底面开设有活动口，所述活动口与压块相配合，所述压块顶内嵌有S极朝外永磁铁，所述S极朝外永磁铁正对位置设有与空心块体内顶相连接的电磁铁，所述压块的底面与透明介质材料置放盖顶面贴合接触。

作为优化，所述压块两端均设有弹簧，所述弹簧与空心块体内壁连接。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，具备以下有益效果：

(1)本发明通过液体储放筒、透明介质材料置放盖、固定扣合盖的结合设置，能够将待激光加工透明介质材料放置于明介质材料置放盖上，通过注射器给液体储放筒内的水加压，使透明介质材料与水之间产生接触面，从而能够提高透明介质材料在接触界面的激光吸收率，进而实现透明介质材料的纳秒激光加工；

(2)本发明通过密封圈的设置在于提高待激光加工透明介质材料放置的密封性，防止待激光加工透明介质材料渗水，使得水只与待激光加工透明介质材料底面接触。

(3)本发明通过发条与带回型套的夹块的结合设置基于发条具有伸缩性，从而能够同时带动四块夹块伸缩，内缩时便于待激光加工透明介质材料放置于密封圈上，外伸时便于对待激光加工透明介质材料的压紧，有效防止待激光加工透明介质材料发生松动，防止待激光加工透明介质材料受水力而上浮，利于对待激光加工透明介质材料的固定，便于纳秒激光。

(4)本发明通过S极朝外永磁铁与电磁铁的结合设置，基于磁性原理，从而S极朝外永磁铁与未通电的电磁铁具有磁吸力，从而能够使压块内藏于空心块体，使夹块的水平伸缩不受阻碍，当电磁铁通电后与S极朝外永磁铁为同性磁极正相对，故对S极朝外永磁铁产生斥力，使得压块得以外伸于心块体，通过滑动变阻器来调节电流的大小从而来控制磁力的大小，进而能够实现对不同厚度的待激光加工透明介质材料的压紧，更利于待激光加工透明介质材料底面与水接触。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备的结构示意图。

图2为本发明的静压力水辅助装置的正视结构示意图。

图3为本发明的静压力水辅助装置的内部结构示意图。

图4为本发明的夹具组件与空心盖配合的结构示意图。

图5为本发明的夹块的内部结构示意图。

图6为本发明的海绵块的结构示意图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

机体-1、静压力水辅助装置-2、纳秒激光器-3、水平支座-4、滑轨组件-5、液晶显示屏-6、注射器-7、液体储放筒-201、透明介质材料置放盖-202、待激光加工透明介质材料-203、固定扣合盖-204、进水口-201a、筒体-201b、外螺纹管-201c、密封圈-202a、圆孔-202b、盖体-202c、空心盖-204a、限位居中组件-204b、夹具组件-204c、夹块-c1、导向板-c2、发条-c3、转轴-c4、齿轮-c5、回型套-c6、海绵块-b1、棱条-b2、薄板-b3、电磁铁-c10、S极朝外永磁铁-c11、压块-c12、活动口-c13、空心块体-c14、弹簧-c12a。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-4，本发明提供一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备的技术方案：其结构包括有机体1、静压力水辅助装置2、纳秒激光器3、水平支座4、滑轨组件5、液晶显示屏6、注射器7，所述机体1的工作台面上放置有液晶显示屏6，所述液晶显示屏6的一侧设有与机体1垂直连接的滑轨组件5，所述滑轨组件5上垂直活动连接有水平支座4，所述水平支座4上装有纳秒激光器3，所述纳秒激光器3的正下方设有与注射器7，配合的静压力水辅助装置2，所述静压力水辅助装置2、注射器7均与机体1连接；

所述静压力水辅助装置2包括有液体储放筒201、透明介质材料置放盖202、待激光加工透明介质材料203、固定扣合盖204，所述液体储放筒201上连接有透明介质材料置放盖202，所述透明介质材料置放盖202外过度配合有固定扣合盖204，所述透明介质材料置放盖202放置有待激光加工透明介质材料203，所述待激光加工透明介质材料203与固定扣合盖204相配合，所述透明介质材料置放盖202位于纳秒激光器3的正下方，所述液体储放筒201与注射器7相连通。

所述液体储放筒201包括有进水口201a、筒体201b、外螺纹管201c，所述筒体201b的一侧靠近底部开设有进水口201a，所述进水口201a与注射器7连接，所述筒体201b顶心垂直连通有与之为一体化结构的外螺纹管201c，所述外螺纹管201c与透明介质材料置放盖202螺纹连接。

所述透明介质材料置放盖202包括有密封圈202a、圆孔202b、盖体202c，所述盖体202c的顶面中心开设有圆孔202b，所述圆孔202b与密封圈202a的内圆口相通，所述密封圈202a固定在盖体202c的顶面，所述密封圈202a的内圆口口径大于圆孔202b的直径，所述盖体202c内壁的三角螺纹与外螺纹管201c的外壁三角螺纹相配合，所述盖体202c外连有固定扣合盖204；

所述密封圈202a的设置在于提高待激光加工透明介质材料203放置的密封性，防止待激光加工透明介质材料203渗水，使得水只与待激光加工透明介质材料203底面接触。

所述固定扣合盖204包括有空心盖204a、限位居中组件204b、夹具组件204c，所述空心盖204a设有夹具组件204c，所述夹具组件204c下方设有与限位居中组件204b连接的空心盖204a，所述待激光加工透明介质材料203放置于夹具组件204c与密封圈202a之间。

所述夹具组件204c包括有夹块c1、导向板c2、发条c3、转轴c4、齿轮c5、回型套c6，所述转轴c4布设有两根，两根所述转轴c4均装有齿轮c5，两个所述齿轮c5相啮合，所述转轴c4均连接于发条c3，所述发条c3均配合有回型套c6，所述回型套c6连接有夹块c1，所述夹块c1还与导向板c2相配合，所述夹块c1设有四块且布设于空心盖204a的四个正方位，所述夹块c1与待激光加工透明介质材料203贴合接触；

所述发条c3与回型套c6的结合设置基于发条具有伸缩性，从而能够同时带动四块夹块c1伸缩，内缩时便于待激光加工透明介质材料203放置于密封圈202a上，外伸时便于对待激光加工透明介质材料203的压紧，有效防止待激光加工透明介质材料203发生松动，防止待激光加工透明介质材料203受水力而上浮，利于对待激光加工透明介质材料203的固定，便于纳秒激光。

实施例2

请参阅图1-6，本发明提供一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备的技术方案：其结构包括有机体1、静压力水辅助装置2、纳秒激光器3、水平支座4、滑轨组件5、液晶显示屏6、注射器7，所述机体1的工作台面上放置有液晶显示屏6，所述液晶显示屏6的一侧设有与机体1垂直连接的滑轨组件5，所述滑轨组件5上垂直活动连接有水平支座4，所述水平支座4上装有纳秒激光器3，所述纳秒激光器3的正下方设有与注射器7，配合的静压力水辅助装置2，所述静压力水辅助装置2、注射器7均与机体1连接；

所述静压力水辅助装置2包括有液体储放筒201、透明介质材料置放盖202、待激光加工透明介质材料203、固定扣合盖204，所述液体储放筒201上连接有透明介质材料置放盖202，所述透明介质材料置放盖202外过度配合有固定扣合盖204，所述透明介质材料置放盖202放置有待激光加工透明介质材料203，所述待激光加工透明介质材料203与固定扣合盖204相配合，所述透明介质材料置放盖202位于纳秒激光器3的正下方，所述液体储放筒201与注射器7相连通。

所述液体储放筒201包括有进水口201a、筒体201b、外螺纹管201c，所述筒体201b的一侧靠近底部开设有进水口201a，所述进水口201a与注射器7连接，所述筒体201b顶心垂直连通有与之为一体化结构的外螺纹管201c，所述外螺纹管201c与透明介质材料置放盖202螺纹连接。

所述透明介质材料置放盖202包括有密封圈202a、圆孔202b、盖体202c，所述盖体202c的顶面中心开设有圆孔202b，所述圆孔202b与密封圈202a的内圆口相通，所述密封圈202a固定在盖体202c的顶面，所述密封圈202a的内圆口口径大于圆孔202b的直径，所述盖体202c内壁的三角螺纹与外螺纹管201c的外壁三角螺纹相配合，所述盖体202c外连有固定扣合盖204；

所述密封圈202a的设置在于提高待激光加工透明介质材料203放置的密封性，防止待激光加工透明介质材料203渗水，使得水只与待激光加工透明介质材料203底面接触。

所述固定扣合盖204包括有空心盖204a、限位居中组件204b、夹具组件204c，所述空心盖204a设有夹具组件204c，所述夹具组件204c下方设有与限位居中组件204b连接的空心盖204a，所述待激光加工透明介质材料203放置于夹具组件204c与密封圈202a之间。

所述夹具组件204c包括有夹块c1、导向板c2、发条c3、转轴c4、齿轮c5、回型套c6，所述转轴c4布设有两根，两根所述转轴c4均装有齿轮c5，两个所述齿轮c5相啮合，所述转轴c4均连接于发条c3，所述发条c3均配合有回型套c6，所述回型套c6连接有夹块c1，所述夹块c1还与导向板c2相配合，所述夹块c1设有四块且布设于空心盖204a的四个正方位，所述夹块c1与待激光加工透明介质材料203贴合接触；

所述发条c3与回型套c6的结合设置基于发条具有伸缩性，从而能够同时带动四块夹块c1伸缩，内缩时便于待激光加工透明介质材料203放置于密封圈202a上，外伸时便于对待激光加工透明介质材料203的压紧，有效防止待激光加工透明介质材料203发生松动，防止待激光加工透明介质材料203受水力而上浮，利于对待激光加工透明介质材料203的固定，便于纳秒激光。

所述限位居中组件204b包括有海绵块b1、棱条b2、薄板b3，所述薄板b3的一面设有棱条b2，另一面连接有海绵块b1，所述海绵块b1远离薄板b3的一面与空心盖204a的内壁相连，所述棱条b2与待激光加工透明介质材料203接触，所述海绵块b1与薄板b3的设置基于海绵具有弹性，能被压缩，从而能使待激光加工透明介质材料203放置后能处于正中间。

所述夹块c1还包括有电磁铁c10、S极朝外永磁铁c11、压块c12、活动口c13、空心块体c14，所述空心块体c14底面开设有活动口c13，所述活动口c13与压块c12相配合，所述压块c12顶内嵌有S极朝外永磁铁c11，所述S极朝外永磁铁c11正对位置设有与空心块体c14内顶相连接的电磁铁c10，所述压块c12的底面与透明介质材料置放盖202顶面贴合接触；

所述S极朝外永磁铁c11与电磁铁c10的结合设置，基于磁性原理，从而S极朝外永磁铁c11与未通电的电磁铁c10具有磁吸力，从而能够使压块c12内藏于空心块体c14，使夹块c1的水平伸缩不受阻碍，当电磁铁c10通电后与S极朝外永磁铁c1为同性磁极正相对，故对S极朝外永磁铁c1产生斥力，使得压块c12得以外伸于空心块体c14，通过滑动变阻器来调节电流的大小从而来控制磁力的大小，进而能够实现对不同厚度的待激光加工透明介质材料203的压紧，更利于待激光加工透明介质材料203底面与水接触。

所述压块c12两端均设有弹簧c12a，所述弹簧c12a与空心块体c14内壁连接，所述弹簧c12a的设置在于对压块c12起缓冲作用，避免压块c12发生刚性碰撞而受损，同时也对压块c1起到支撑的作用。

本发明的工作原理：固定扣合盖204、透明介质材料置放盖202通过外螺纹管201c安装在液体储放筒201上，将待激光加工透明介质材料203从空心盖204a的顶面中心孔放置在密封圈202a上，海绵块b1与薄板b3的设置基于海绵具有弹性，能被压缩，从而能使待激光加工透明介质材料203放置后能处于正中间，通过转轴c4的转动，使得两个相互啮合的齿轮c5进行相反方向的旋转，从而将发条c3的两端进行内卷，使得发条c3被拉缩，进而通过回型套c6使得夹块c1外伸，再通过对电磁铁c10通电，使得通电后的电磁铁c10与S极朝外永磁铁c1为同性磁极正相对，故对S极朝外永磁铁c1产生斥力，使得压块c12得以外伸于空心块体c14，通过滑动变阻器来调节电流的大小从而来控制磁力的大小，进而能够实现对不同厚度的待激光加工透明介质材料203的压紧，更利于待激光加工透明介质材料203底面与水接触，弹簧c12a的设置在于对压块c12起缓冲作用，避免压块c12发生刚性碰撞而受损，同时也对压块c1起到支撑的作用，通过注射器7通过进水口201a往筒体201b内注水，直至水与待激光加工透明介质材料203底面接触，形成接触面，能够提高透明介质材料在接触界面的激光吸收率，进而实现透明介质材料的加工。

综上所述，本发明相对现有技术获得的技术进步是：本发明通过液体储放筒、透明介质材料置放盖、固定扣合盖、密封圈、注射器等部件的结合设置，使透明介质材料底面能与水接触，产生接触面，能提高透明介质材料在接触界面的激光吸收率，有助于提高纳秒激光的加工效率，利于提升纳秒激光加工效果，使得加工后的激光材料质量能得到保证，且利用发条的特性及磁性原理，能够实现对不同厚度的激光材料进行压紧，通过与密封圈的配合防止待激光加工透明介质材料渗水，使得水只与待激光加工透明介质材料底面接触，进一步提高激光吸收率。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其结构包括有机体(1)、静压力水辅助装置(2)、纳秒激光器(3)、水平支座(4)、滑轨组件(5)、液晶显示屏(6)、注射器(7)，所述机体(1)放置有液晶显示屏(6)，所述液晶显示屏(6)一侧设有与机体(1)垂连的滑轨组件(5)，所述滑轨组件(5)垂接有带纳秒激光器(3)的水平支座(4)，所述机体(1)还连有与注射器(7)配合的静压力水辅助装置(2)，其特征在于：

所述静压力水辅助装置(2)包括有液体储放筒(201)、透明介质材料置放盖(202)、待激光加工透明介质材料(203)、固定扣合盖(204)，所述液体储放筒(201)上连有与固定扣合盖(204)配合的透明介质材料置放盖(202)，所述透明介质材料置放盖(202)放置有待激光加工透明介质材料(203)，所述待激光加工透明介质材料(203)位于纳秒激光器(3)下方且与固定扣合盖(204)配合，所述液体储放筒(201)与注射器(7)连通。

2.根据权利要求1所述的一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其特征在于：所述液体储放筒(201)包括有进水口(201a)、筒体(201b)、外螺纹管(201c)，所述筒体(201b)底设有与注射器(7)相连的进水口(201a)，所述筒体(201b)顶垂连有外螺纹管(201c)，所述外螺纹管(201c)与透明介质材料置放盖(202)连接。

3.根据权利要求1所述的一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其特征在于：所述透明介质材料置放盖(202)包括有密封圈(202a)、圆孔(202b)、盖体(202c)，所述盖体(202c)顶心开设有与密封圈(202a)相通的圆孔(202b)，所述密封圈(202a)固连于盖体(202c)，所述密封圈(202a)内圆口口径大于圆孔(202b)直径，所述盖体(202c)与外螺纹管(201c)相配合，所述盖体(202c)与固定扣合盖(204)相连。

4.根据权利要求1所述的一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其特征在于：所述固定扣合盖(204)包括有空心盖(204a)、限位居中组件(204b)、夹具组件(204c)，所述空心盖(204a)设有夹具组件(204c)、限位居中组件(204b)，所述待激光加工透明介质材料(203)放置于夹具组件(204c)与密封圈(202a)之间。

5.根据权利要求4所述的一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其特征在于：所述夹具组件(204c)包括有夹块(c1)、导向板(c2)、发条(c3)、转轴(c4)、齿轮(c5)、回型套(c6)，所述转轴(c4)布设有两根且均装有齿轮(c5)，两个所述齿轮(c5)相啮合，所述转轴(c4)均连于与回型套(c6)配合的发条(c3)，所述回型套(c6)连接有与导向板(c2)配合的夹块(c1)，所述夹块(c1)设有四块且布设于空心盖(204a)的四个正方位，所述夹块(c1)与待激光加工透明介质材料(203)接触。

6.根据权利要求4所述的一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其特征在于：所述限位居中组件(204b)包括有海绵块(b1)、棱条(b2)、薄板(b3)，所述薄板(b3)一面设有棱条(b2)，另一面连有海绵块(b1)，所述海绵块(b1)与空心盖(204a)相连，所述棱条(b2)与待激光加工透明介质材料(203)接触。

7.根据权利要求5所述的一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其特征在于：所述夹块(c1)还包括有电磁铁(c10)、S极朝外永磁铁(c11)、压块(c12)、活动口(c13)、空心块体(c14)，所述空心块体(c14)底设有与压块(c12)配合的活动口(c13)，所述压块(c12)顶内嵌有S极朝外永磁铁(c11)，所述S极朝外永磁铁(c11)正对设有与空心块体(c14)相连的电磁铁(c10)，所述压块(c12)与透明介质材料置放盖(202)接触。

8.根据权利要求7所述的一种静压力水辅助纳秒激光加工透明介质材料的设备，其特征在于：所述压块(c12)两端均设有与空心块体(c14)相接的弹簧(c12a)。

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