CN112122776A - 基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法，非线性形状加工系统包括激光光源、高速旋转反射镜单元、控制单元、聚焦单元和待加工工件；激光光源用于出射激光光束；控制单元用于根据待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置控制高速旋转反射镜单元进行与实现待加工非线性形状以及加工位置对应的偏转角度的偏转；高速旋转反射镜单元用于带动激光光束进行与实现待加工非线性形状以及加工位置对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束；聚焦单元用于对光束偏转光束进行聚焦，形成聚焦光束，聚焦光束用于在待加工元件上加工形成非线性形状，保证非线性形状加工系统结构简单，且非线性形状加工精确度高。

Description

基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法。

背景技术

激光加工是以激光束照射于待加工物的特定位置，并使用不同种类的激光光源与不同的输出功率，使待加工物产生不同的加工结果。

现有技术中，对应激光加工产生非线性形状的工艺中，一种是通过固定光路，移动载物平台的方式实现的。但是载物平台移动是直线的移动，在图案圆角或圆弧部分很难做到较精准的加工，工艺精准度较差。另一种是通过扫描器，利用两个镜片的高速旋转使光路发生偏转进行非线性加工。但是控制两个镜片进行高速旋转工艺较复杂，且镜片只能对应一种波长的激光，实现加工过程限制多，不利于量产推广。另一方面，目前的加工技术只能进行对于简单形状的微调加工，无法同时实现根据待加工工件的位置进行长距离精准调节以及根据待加工形状进行精准微调控制。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法，使用高速旋转反射镜单元进行非线性形状加工，保证加工工艺简单，工艺精准度高。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于高速旋转反射镜的线性形状加工系统，包括激光光源、控制单元、高速旋转反射镜单元、聚焦单元和待加工元件；

所述激光光源用于出射激光光束；

所述高速旋转反射镜单元包括高速旋转子单元和反射镜；

所述控制单元，用于根据待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置控制所述高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转；

所述高速旋转反射镜单元位于所述激光光束的传播路径上，用于带动所述激光光束在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束；

所述聚焦单元位于所述偏转光束的传播路径上，用于对所述光束偏转光束进行聚焦，形成聚焦光束；

所述待加工元件位于所述聚焦光束的传播路径上，所述聚焦光束用于在所述待加工元件上加工形成非线性形状。

可选的，所述高速旋转反射镜单元或所述激光光束在空间范围内的偏转角度至少为两个。

可选的，所述高速旋转子单元包括电机和球形连接铰链。

可选的，所述控制单元还用于控制所述激光光源，用于根据所述待加工非线性形状调整所述激光光束的光斑轮廓。

可选的，所述非线性形状加工系统还包括激光能量调节单元；

所述激光能量调节单元位于所述激光光束的传播路径上，用于调整所述激光光束的能量。

可选的，所述激光能量调整单元包括1/2波长波片。

可选的，所述非线性形状加工系统还包括光路调整单元，所述光路调整单元包括至少一个第一反射镜片；

所述光路调整单元位于所述偏转光束的传播路径上，用于调整所述述偏转光束的传播路径，并反射所述偏转光束至所述聚焦单元。

可选的，所述聚焦单元包括第二反射镜片和聚焦镜片；

所述第二反射镜片位于所述偏转光束的传播路径上，用于反射所述偏转光束至所述聚焦镜片；

所述聚焦镜片用于汇聚所述偏转光束形成聚焦光束。

可选的，所述高速旋转反射镜单元可拆卸设置；

所述聚焦单元可拆卸设置；

所述光路调整单元可拆卸设置。

可选的，所述高速旋转反射镜单元可在不同的波长下工作，可承受波长范围为L，其中，200nm≤L≤1200nm。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工方法，应用于第一方面所述的非线性形状加工系统，所述非线性形状加工方法包括：

获取待加工非线性形状；

根据所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置控制所述高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，以控制所述高速旋转反射镜单元带动所述激光光束在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转。

可选的，获取待加工非线性形状之后，还包括：

根据所述待加工非线性形状调整所述激光光束的光斑轮廓。

可选的，所述高速旋转反射镜单元或所述激光光束在空间范围内的偏转角度至少为两个。

本发明实施例提供的基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统及方法，非线性形状加工系统包括激光光源、控制单元、高速旋转反射镜单元、聚焦单元和待加工元件，控制单元用于根据待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置控制高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转；高速旋转反射镜单元位于激光光束的传播路径上，用于带动激光光束在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束；聚焦单元位于偏转光束的传播路径上，用于对光束偏转光束进行聚焦，形成聚焦光束，聚焦光束用于在待加工元件上加工形成非线性形状。采用上述技术方案，在非线性形状加工系统增设控制单元和高速旋转反射镜单元，通过高速旋转反射镜单元带动激光光束进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的多个角度的高速偏转，在保证非线性形状加工系统结构简单的基础上，保证非线性形状加工工艺简单且加工精准度高。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的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是本发明实施例提供的一种待加工非线性形状示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种高速旋转子单元的俯视结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种高速旋转子单元的正视结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种高速旋转子单元的侧视结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种高速旋转子单元的后视结构示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工方法的流程示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。

实施例

图1是本发明实施例提供的一种待加工非线性形状示意图，图2是本发明实施例提供的一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统的结构示意图，结合图1和图2所示，本发明实施例提供的非线性形状加工系统包括激光光源10、控制单元22、高速旋转反射镜单元21、聚焦单元30和待加工元件40；激光光源10用于出射激光光束11；高速旋转反射镜单元21包括高速旋转子单元211和反射镜212；控制单元22用于根据待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置控制高速旋转反射镜单元21在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转；高速旋转反射镜单元21位于激光光束11的传播路径上，用于带动激光光束11在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束12；聚焦单元30位于偏转光束12的传播路径上，用于对光束偏转光束进行聚焦，形成聚焦光束13；待加工元件40位于聚焦光束13的传播路径上，聚焦光束13用于在待加工元件40上加工形成非线性形状。

具体的，控制单元22与高速旋转反射镜单元21电连接，控制单元22可以根据待加工非线性形状控制高速旋转反射镜单元21在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，同时由于高速旋转反射镜单元21位于激光光束11的传播路径上，如此高速偏转的反射镜212可以带动激光光束11在空间范围内进行至与实现待加工非线性形以及待加工非线性形状的加工位置状对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束12。偏转光束12经聚焦单元30聚焦后，形成与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的高速偏转的且能量集中的聚焦光束13，当聚焦光束13照射至待加工元件40上时，便可以在待加工元件40上形成与待加工非线性形状相同的非线性形状，如此完成非线性形状的加工。

进一步的，本发明实施例中激光光源10出射的激光光束11可以为单波长激光光束，也可以为多波长激光光束，本发明实施例对此不进行限定。

进一步的，控制单元22可以包括相互连接的控制器和计算机(图中未示出)，通过设置控制器和计算机连接，实现对高速旋转反射镜单元的控制。可选的，计算机可以为PC机或者笔记本电脑，本发明实施例对计算机的具体类型不进行限定。

高速旋转反射镜单元21包括高速旋转子单元211和反射镜212，高速旋转子单元211与控制单元22电连接，用于接收控制单元22提供的控制信号；同时，反射镜212可以贴附设置在高速旋转子单元211上，如果高速旋转子单元211可以根据控制信号带动反射镜212一共进行与实现待加工非线性形以及待加工非线性形状的加工位置状对应的偏转角度的偏转，进而带动激光光束在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，便于后续可以进行非线性形状加工。

进一步的，如图2所示，待加工元件40可以为经过工艺处理过的基板，保证聚焦光束13可以在待加工元件40上形成非线性形状，保证非线性形状形成工艺高效简单。

还需要说明的是，控制单元22可以根据待加工非线性形状控制高速旋转反射镜单元21在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的高速偏转，本发明实施例对高速旋转反射镜单元21的偏转速度不进行具体限定，需根据高速旋转反射镜单元21的具体型号以及待加工非线性形状具体设定。

综上，本发明实施例提供的非线性形状加工系统，通过在非线性形状加工系统增设控制单元和高速旋转反射镜单元，通过高速旋转反射镜单元根据控制单元提供的控制信号带动激光光束在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的高速偏转，在保证非线性形状加工系统结构简单的基础上，保证非线性形状加工工艺简单且加工精准度高。同时区别于现有技术，本发明实施例提供的非线性形状加工系统由于去除了扫描器以及狭缝结构，保证非线性形状加工系统可单纯化及多变化，保证可以对更多更复杂非线性形状的加工，提升非线性形状加工系统的应用领域，便于推广应用。

在上述实施例的基础上，高速旋转反射镜单元或激光光束的偏转角度至少为两个。

示例性的，控制单元22可以根据待加工非线性形状控制高速旋转反射镜单元21在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，具体可以控制高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的至少两个角度的偏转，如此高速旋转反射镜单元21或激光光束的偏转角度至少为两个。示例性的，至少两个角度例如可以为两个角度或者三个角度，这里偏转角度的数量与待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应，以图1为例，当待加工非线性形状为五角星时，控制单元22可以根据五角星的形状控制高速旋转反射镜单元21在围成五角星形状的任意一个角度上进行两个角度上的360°高速偏转，以保证可以在待加工元件40上形成五角星形状。进一步的，当待加工非线性形状进一步包含深度信息时，控制单元22可以根据待加工非线性形状以及深度信息控制高速旋转反射镜单元21进行三个角度上的高速偏转，保证实现待加工非线性形状的加工。需要说明的是，本发明实施例中的角度可以理解为维度，不同角度之间相互垂直，例如直角坐标系中的X轴、Y轴以及Z轴。

在上述实施例的基础上，图3-图6均为本发明实施例提供的高速旋转子单元的结构示意图，具体的，图3是本发明实施例提供的一种高速旋转子单元的俯视结构示意图，图4是本发明实施例提供的一种高速旋转子单元的正视结构示意图，图5是本发明实施例提供的一种高速旋转子单元的侧视结构示意图，图6是本发明实施例提供的一种高速旋转子单元的后视结构示意图，如图3-图6所示，高速旋转子单元211可以包括电机和球形连接铰链(图中未示出)，其中电机通过连接端口A与控制单元22电连接，反射镜212可以贴附在B位置，电极用于根据控制单元提供的控制信号驱动球形连接铰链进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，球形铰链结构可以采用球形轴承，保证球形铰链结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，进而保证高速旋转子单元211可以具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，保证可以进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，实现非线性形状在任意位置上的加工，同时结构简单且加工精准度高。

在上述实施例的基础上，图7是本发明实施例提供的另一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统的结构示意图，如图7所示，控制单元22用于控制激光光源10，用于根据待加工非线性形状调整激光光束11的光斑轮廓。

示例性的，由于激光光束的光斑轮廓可以决定非线性形状的加工质量以及周围热影响，因此本发明实施例中还可以设置控制单元22与激光光源10电连接，用于控制激光光源10，如图7所示，通过控制单元22根据待加工非线性形状调整激光光束11的光斑轮廓，保证激光光束11的光斑轮廓与待加工非线性形状匹配，一方面保证非线性形状加工精准度高，另一方面保证可以降低对待加工元件40中非线性形状周围的热影响。

作为一种可行的实施方式，继续参考图2和图7所示，本发明实施例提供的非线性形状加工系统还可以包括激光能量调节单元50；激光能量调节单元50位于激光光束11的传播路径上，用于调整激光光束11的能量。

示例性的，激光能量调节单元50位于激光光束11的传播路径上，激光能量调节单元50可以调整激光光束11的能量，保证可以更好地进行非线性形状加工。可选的，如图2和图7所示，激光能量调节单元50可以为1/2λ波片，通过1/2λ波片对激光光束11的能量进行调整，保证光束能量调整方案简单，且不影响激光光束11的其他特性，保证可以正常进行非线性形状加工。

作为一种可行的实施方式，继续参考图2和图7所示，本发明实施例提供的非线性形状加工系统还可以包括光路调整单元60，光路调整单元60包括至少一个第一反射镜片；光路调整单元60位于偏转光束12的传播路径上，用于调整述偏转光束12的传播路径，并反射偏转光束12至聚焦单元30。

示例性的，为了增加非线性形状加工系统的设置灵活性，可以设置待加工元件40具备多个不同的设置位置，如此需要进一步设置聚焦光束13具备多个不同的出射方向。本发明实施例中，通过在非线性形状加工系统增设光路调整单元60，通过光路调整单元60调整偏转光束12的出射方向，保证可以调整聚焦光束13具备不同的出射方向，如此无论待加工元件40的位置如何变化，都可以保证待加工元件40位于聚焦光束13的传播路径上，保证聚焦光束13可以对待加工元件40进行非线性形状加工。

进一步的，光路调整单元60可以包括至少一个第一反射镜片，即通过至少第一反射镜片调整偏转光束12的传播路径，保证偏转光束12的传播路径调整简单，实用性强。

需要说明的是，图2和图7仅以光路调整单元60包括一个第一反射镜片，通过一个第一反射镜片对偏转光束12的传播路径进行一次调整为例进行说明。可以理解的是，还可以光路调整单元60包括两个或者多个第一反射镜片，对偏转光束12的传播路径进行两次或者多次调整，本发明实施例对此不进行限定。只需保证经光路调整单元60调整后的偏转光束可以入射至聚焦单元30，经聚焦单元30聚焦后可以入射至待加工元件40，可以对待加工元件40进行非线性形状加工即可。

在上述实施例的基础上，继续参考图2和图7所示，聚焦单元30可以包括第二反射镜片31和聚焦镜片32；第二反射镜片31位于偏转光束12的传播路径上，用于反射偏转光束12至聚焦镜片32；聚焦镜片32用于汇聚偏转光束12形成聚焦光束13。

示例性的，如图2和图7所示，聚焦单元30可以包括第二反射镜片31和聚焦镜片32，第二反射镜片31位于经第一反射镜片反射后的偏转光束12的传播路径上，用于对偏转光束12进行再次反射后入射至聚焦镜片32，聚焦镜片32用于对偏转光束12进行聚焦后形成能量集中的聚焦光束13，以便聚焦光束13可以在待加工元件40上形成非线性形状。

需要说明的是，本发明实施例中的聚焦单元30可以为高倍物镜，本发明实施例对聚焦单元的具体聚焦放大倍数不进行限定，例如其聚焦放大倍率可以大于50。

在上述实施的基础上，继续参考图2和图7所示，高速旋转反射镜单元可拆卸设置；聚焦单元30可拆卸设置；光路调整单元50可拆卸设置。

具体的，本发明实施例提供的非线性形状加工系统中的高速旋转反射镜单元、聚焦单元30和光路调整单元50均可拆卸设置，如此当速控制反射镜、聚焦单元30和光路调整单元50中的一个或者多个发生损坏时，每个元件可以进行独立更换，且某个元件的损坏或者更换不会影响其他元件正常使用，一方面可以避免因某个元件发生损坏造成整个非线性形状加工系统无法使用，另一方面可以保证元件独立更换后的非线性形状加工系统可以继续使用，保证非线性形状加工系统可以循环使用，降低非线性形状加工系统的维护成本。

作为一种可行的实施方式，本发明实施例提供的非线性形状加工系统中的高速旋转反射镜单元可在不同的波长下工作，可承受波长范围为L，其中，200nm≤L≤1200nm。

示例性的，本发明实施例提供的高速旋转反射镜单元具备较大的光线功率承受能力，可在不同的波长下工作，其可承受波长范围L满足200nm≤L≤1200nm，例如波长分别为1064nm、532nm、355nm或者266nm的多个波长，保证非线性形状加工系统可以工作在多个不同的激光波长下，保证非线性形状加工系统的应用范围较大，可以通过多个不同波长的激光光束实现非线性形状加工。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工方法，用于本发明实施例所述的非线性形状加工系统。具体的，图8是本发明实施例提供的一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工方法的流程示意图，如图8所示，本发明实施例提供的非线性形状加工方法包括：

S110、获取待加工非线性形状。

图1示例性示出了两个待加工非线性形状，在非线性形状加工方法的开始阶段，控制单元首先获取待加工非线性形状，以便可以根据待加工非线性形状控制高速旋转反射镜单元。

S120、根据所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置控制所述高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，以控制所述高速旋转反射镜单元带动所述激光光束在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转。

示例性的，控制单元获取待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置后，根据待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置控制高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，同时由于高速旋转反射镜单元位于激光光束的传播路径上，如此高速偏转的控制反射镜单元可以带动激光光束在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束。偏转光束经聚焦单元聚焦后，形成与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的高速偏转的且能量集中的聚焦光束，当聚焦光束照射至待加工元件上时，便可以在待加工元件的特定加工位置上形成与待加工非线性形状相同的非线性形状，如此完成非线性形状的加工。

本发明实施例提供的非线性形状加工方法，首先获取待加工非线性形状，然后根据待加工非线性形状控制高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，以控制高速旋转反射镜单元带动激光光束在空间范围内进行与实现待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，在保证非线性形状加工方法简单的基础上，保证非线性形状加工得到的非线性形状精准度高。

在上述实施例的基础上，高速旋转反射镜单元或激光光束的偏转角度至少为两个，保证可实现更加多样化的非线性形状加工。

在上述实施例的基础上，图9是本发明实施例提供的另一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工方法，图9所示的非线性形状加工方法在上述实施例的基础上进行改进，具体为增加调整激光光源的光斑轮廓的方案。具体的，如图9所示，本发明实施例提供的非线性形状加工方法可以包括：

S210、获取待加工非线性形状。

S220、根据所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置控制所述高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，以控制所述高速旋转反射镜单元带动所述激光光束在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转。

S230、根据所述待加工非线性形状调整所述激光光束的光斑轮廓。

示例性的，由于激光光束的光斑轮廓可以决定非线性形状的加工质量以及周围热影响，因此本发明实施例中提供的非线性形状加工方法还可以包括根据待加工非线性形状调整激光光束的光斑轮廓，保证激光光束的光斑轮廓与待加工非线性形状匹配，一方面保证非线性形状加工精准度高，另一方面保证可以降低对待加工元件中非线性形状周围的热影响。

需要说明的是，本发明实施例对上述S220和S230的先后顺序不进行限定，可以是首先根据待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置控制高速旋转反射镜单元进行与实现所述待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，然后根据待加工非线性形状调整激光光束的光斑轮廓，如图9所示；也可以是首先根据待加工非线性形状调整激光光束的光斑轮廓，然后根据待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置控制高速旋转反射镜单元进行与实现所述待加工非线性形状以及待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转(图中未示出)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，本发明的各个实施方式的特征可以部分地或者全部地彼此耦合或组合，并且可以以各种方式彼此协作并在技术上被驱动。对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工系统，其特征在于，包括激光光源、控制单元、高速旋转反射镜单元、聚焦单元和待加工工件；

所述激光光源用于出射激光光束；

所述高速旋转反射镜单元包括高速旋转子单元和反射镜；

所述控制单元用于根据待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置控制所述高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转；所述高速旋转反射镜单元位于所述激光光束的传播路径上，用于带动所述激光光束在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，形成偏转光束；

所述聚焦单元位于所述偏转光束的传播路径上，用于对所述光束偏转光束进行聚焦，形成聚焦光束；

所述待加工元件位于所述聚焦光束的传播路径上，所述聚焦光束用于在所述待加工元件上加工形成非线性形状。

2.根据权利要求1所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述高速旋转反射镜单元或所述激光光束在空间范围内的偏转角度至少为两个。

3.根据权利要求1所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述高速旋转子单元包括电机和球形连接铰链。

4.根据权利要求1所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述控制单元还用于控制所述激光光源，用于根据所述待加工非线性形状调整所述激光光束的光斑轮廓。

5.根据权利要求1所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述非线性形状加工系统还包括激光能量调节单元；

所述激光能量调节单元位于所述激光光束的传播路径上，用于调整所述激光光束的能量。

6.根据权利要求5所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述激光能量调整单元包括1/2波长波片。

7.根据权利要求1所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述非线性形状加工系统还包括光路调整单元，所述光路调整单元包括至少一个第一反射镜片；

所述光路调整单元位于所述偏转光束的传播路径上，用于调整所述述偏转光束的传播路径，并反射所述偏转光束至所述聚焦单元。

8.根据权利要求7所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述聚焦单元包括第二反射镜片和聚焦镜片；

所述第二反射镜片位于所述偏转光束的传播路径上，用于反射所述偏转光束至所述聚焦镜片；

所述聚焦镜片用于汇聚所述偏转光束形成聚焦光束。

9.根据权利要求8所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述高速旋转反射镜单元可拆卸设置；

所述聚焦单元可拆卸设置；

所述光路调整单元可拆卸设置。

10.根据权利要求1所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述高速旋转反射镜单元可在不同的波长下工作，可承受波长范围为L，其中，200nm≤L≤1200nm。

11.一种基于高速旋转反射镜的非线性形状加工方法，应用于权利要求1-10任一项所述的非线性形状加工系统，其特征在于，所述非线性形状加工方法包括：

获取待加工非线性形状；

根据所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置控制所述高速旋转反射镜单元在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转，以控制所述高速旋转反射镜单元带动所述激光光束在空间范围内进行与实现所述待加工非线性形状以及所述待加工非线性形状的加工位置对应的偏转角度的偏转。

12.根据权利要求11所述的非线性形状加工方法，其特征在于，获取待加工非线性形状之后，还包括：

根据所述待加工非线性形状调整所述激光光束的光斑轮廓。

13.根据权利要求11所述的非线性形状加工方法，其特征在于，所述高速旋转反射镜单元或所述激光光束在空间范围内的偏转角度至少为两个。

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