CN111687544B - 一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法，涉及激光精细加工领域，包括光束整形头、压电陶瓷位移模块和脉冲激光器，所述脉冲激光器与光束整形头连接，所述压电陶瓷位移模块设于光束整形头内，所述光束整形头内设有准直镜片，所述准直镜片用于保证入射光可以整形成为平行光，所述压电陶瓷位移模块用于控制准直镜片位移，通过压电陶瓷位移模块对光束整形头内的准直镜片进行纳米级的位移控制，来精确控制激光束在片状电阻上的刻蚀的长度，位移精度高，电阻可调精度高，可以获得更高精度的电阻元件。

Description

一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法
技术领域
本发明涉及激光精细加工领域，具体涉及一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法。
背景技术
激光调阻机主要利用极细的激光束打在片状电阻上，通过对电阻气化蒸发实现片状电阻的切割。同时实时测量电路，实时监视片状电阻阻值的变化，片状电阻的阻值不断接近目标阻值，当片状电阻达到目标阻值后激光束关闭，即实现激光调阻过程。
在对片状电阻进行激光切割调阻式，可以通过移动片状电阻来实现控制刻蚀的长度，也可以通过移动光束整形头来实现控制刻蚀的长度，但采用这两种方式的激光调阻精度都比较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法，通过压电陶瓷位移模块对光束整形头内的准直镜片进行纳米级的位移控制，来精确控制激光束在片状电阻上的刻蚀的长度，位移精度高，电阻可调精度高，可以获得更高精度的电阻元件。
一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法，包括光束整形头、压电陶瓷位移模块和脉冲激光器，所述脉冲激光器与光束整形头连接，所述压电陶瓷位移模块设于光束整形头内，所述光束整形头内设有准直镜片，所述准直镜片用于保证入射光可以整形成为平行光，所述压电陶瓷位移模块用于控制准直镜片位移；
所述光束整形头内还设有压电陶瓷控制电路，所述压电陶瓷控制电路包括第一光耦、第二光耦、第一三极管和第二三极管，所述第一光耦通过第一三极管连接压电陶瓷，所述第二光耦通过第二三极管连接压电陶瓷；
所述激光调阻方法包括：
一、将正在调阻的片状电阻连接上高精密快速电桥，在进行激光调阻过程中不断通过高精密快速电桥实时检测片状电阻的阻值变化；
二、输入端SP输入高电平，输入端ST输入低电平，第一光耦控制压电陶瓷位移模块正向位移，带动准直镜片的正向移动；
三、输入端ST输入高电平，输入端SP输入低电平，通过第二光耦控制压电陶瓷位移模块反向位移，带动准直镜片的反向移动。
四、当片状电阻的阻值达到要求的电阻精度时，激光调阻结束。
优选的，所述第一三极管的集电极和发射极上并联有第一二极管，所述第二三极管的集电极和发射极上并联有第二二极管。
优选的，所述第一三极管的集电极与第二三极管的发射极相连，所述压电陶瓷位移模块连接在第一三极管的集电极上。
优选的，所述光束整形头通过固定轴固定连接在支架上，所述支架上还设有移动平台，所述片状电阻放置在移动平台上。
优选的，所述光束整形头内部为真空环境。
优选的，所述光束整形头的底部还设有保护镜片，保护镜片用于激光调阻时产生的蒸汽不会损伤光束整形头。
本发明的优点在于：通过压电陶瓷位移模块对光束整形头内的准直镜片进行纳米级的位移控制，来精确控制激光束在片状电阻上的刻蚀的长度，位移精度高，电阻可调精度高，可以获得更高精度的电阻元件。
附图说明
图1为本发明的方法原理；
图2为本发明装置的结构示意图；
图3为本发明的压电陶瓷位移控制电路图；
其中，1、支架，2、固定轴，3、光束整形头，4、脉冲激光器，5、准直镜片，6、压电陶瓷位移模块，7、保护镜片，8、移动平台，9、片状电阻,101、第一光耦，102、第二光耦，103、第一三极管，104、第二三极管，105、第一二极管，106、第二二极管。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法，包括光束整形头3、压电陶瓷位移模块6和脉冲激光器4，所述脉冲激光器4与光束整形头3连接，所述压电陶瓷位移模块6设于光束整形头3内，所述光束整形头3内设有准直镜片5，所述准直镜片5用于保证入射光可以整形成为平行光，所述压电陶瓷位移模块6用于控制准直镜片5位移；
所述光束整形头3内还设有压电陶瓷控制电路，所述压电陶瓷控制电路包括第一光耦101、第二光耦102、第一三极管103和第二三极管104，所述第一光耦101通过第一三极管103连接压电陶瓷，所述第二光耦102通过第二三极管104连接压电陶瓷；
所述激光调阻方法包括：
一、将正在调阻的片状电阻9连接上高精密快速电桥，在进行激光调阻过程中不断通过高精密快速电桥实时检测片状电阻9的阻值变化；
二、输入端SP输入高电平，输入端ST输入低电平，第一光耦101控制压电陶瓷位移模块6正向位移，带动准直镜片5的正向移动；
三、输入端ST输入高电平，输入端SP输入低电平，通过第二光耦102控制压电陶瓷位移模块6反向位移，带动准直镜片5的反向移动。
四、当片状电阻9的阻值达到要求的电阻精度时，激光调阻结束。通过压电陶瓷位移模块6对光束整形头3内的准直镜片5进行纳米级的位移控制，来精确控制激光束在片状电阻9上的刻蚀的长度，位移精度高，电阻可调精度高，可以获得更高精度的电阻元件。
所述第一三极管103的集电极和发射极上并联有第一二极管105，所述第二三极管104的集电极和发射极上并联有第二二极管106。
所述第一三极管103的集电极与第二三极管104的发射极相连，所述压电陶瓷位移模块6连接在第一三极管103的集电极上。
所述光束整形头3通过固定轴2固定连接在支架1上，所述支架1上还设有移动平台8，所述片状电阻9放置在移动平台8上。
所述光束整形头3内部为真空环境。
所述光束整形头3的底部还设有保护镜片7，保护镜片7用于激光调阻时产生的蒸汽不会损伤光束整形头3内。
具体实施方式及原理：
将正在调阻的片状电阻9连接上高精密快速电桥，检测到需要刻蚀的片状电阻9过小，则启动脉冲激光器4进行激光调阻，在进行激光调阻过程中不断通过高精密快速电桥实时检测片状电阻9的阻值变化；
其中，输入端SP输入高电平，输入端ST输入低电平时，第一光耦101控制压电陶瓷位移模块6正向位移，带动准直镜片5的正向移动；输入端ST输入高电平，输入端SP输入低电平时，通过第二光耦102控制压电陶瓷位移模块6反向位移，带动准直镜片5的反向移动；
当片状电阻9的阻值达到要求的电阻精度时，激光调阻结束。
光束整形头3的主要功能是实现对输入进来的激光光束进行平行光处理，同时在聚焦的作用下，在焦平面汇聚为一个点，进行精细化加工；其中准直镜片5主要是保证入射光可以整形成为平行光，保护镜片7主要是为了保证加工工件时产生的蒸汽不损伤内部光学器件而设计。
基于上述，本发明通过压电陶瓷位移模块对光束整形头内的准直镜片进行纳米级的位移控制，来精确控制激光束在片状电阻上的刻蚀的长度，位移精度高，电阻可调精度高，可以获得更高精度的电阻元件。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (3)

1.一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法，其特征在于，包括光束整形头（3）、压电陶瓷位移模块（6）和脉冲激光器（4），所述脉冲激光器（4）与光束整形头（3）连接，所述压电陶瓷位移模块（6）设于光束整形头（3）内，所述光束整形头（3）内设有准直镜片（5），所述准直镜片（5）用于保证入射光可以整形成为平行光，所述压电陶瓷位移模块（6）用于控制准直镜片（5）位移；
所述光束整形头（3）内还设有压电陶瓷控制电路，所述压电陶瓷控制电路包括第一光耦（101）、第二光耦（102）、第一三极管（103）和第二三极管（104），所述第一光耦（101）通过第一三极管（103）连接压电陶瓷，所述第二光耦（102）通过第二三极管（104）连接压电陶瓷；
所述激光调阻方法包括：
一、将正在调阻的片状电阻（9）连接上高精密快速电桥，在进行激光调阻过程中不断通过高精密快速电桥实时检测片状电阻（9）的阻值变化；
二、输入端SP输入高电平，输入端ST输入低电平，第一光耦（101）控制压电陶瓷位移模块（6）正向位移，带动准直镜片（5）的正向移动；
三、输入端ST输入高电平，输入端SP输入低电平，通过第二光耦（102）控制压电陶瓷位移模块（6）反向位移，带动准直镜片（5）的反向移动；
四、当片状电阻（9）的阻值达到要求的电阻精度时，激光调阻结束；
所述第一三极管（103）的集电极和发射极上并联有第一二极管（105），所述第二三极管（104）的集电极和发射极上并联有第二二极管（106），所述第一三极管（103）的集电极与第二三极管（104）的发射极相连，所述压电陶瓷位移模块（6）连接在第一三极管（103）的集电极上，所述光束整形头（3）通过固定轴（2）固定连接在支架（1）上，所述支架（1）上还设有移动平台（8），所述片状电阻（9）放置在移动平台（8）上。
2.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法，其特征在于：所述光束整形头（3）的底部还设有保护镜片（7），保护镜片（7）用于激光调阻时产生的蒸汽不会损伤光束整形头（3）。
3.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷精密位移的激光调阻方法，其特征在于：所述光束整形头（3）内部为真空环境。
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