CN206010149U - 脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于激光加工技术领域，提供了一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置，装置包括：激光器和多焦点衍射镜片；激光器产生脉冲串激光，所述脉冲串激光的各个脉冲包括至少两个的子脉冲；所述脉冲串激光经过所述多焦点衍射镜片衍射后聚焦形成至少一个的聚焦点，对材料进行加工。通过使激光器发出的脉冲激光为脉冲串模式，激光脉冲以一组脉冲周期性发射，脉冲激光经过衍射后聚焦形成多个聚焦点，利用该脉冲串激光经过多焦点聚焦后进行材料加工时，可以大大提高加工深度。

Description

脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置

技术领域

本实用新型属于激光加工技术领域，尤其涉及一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置。

背景技术

激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。由于激光加工是无接触式加工，工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力，所以激光加工的速度快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工可应用到不同层面和范围上。

如图1所示为现有技术中激光加工材料的装置的结构示意图，由图1可知，在现有技术中，激光加工是利用在材料的上方、内部或者表面处被聚焦成单个焦点的高能量脉冲激光对材料产生的变形、熔融、烧蚀、蒸发等反应来实现的，图1中入射激光束通过聚焦组件，得到用于加工的单个焦点。如图2所示为现有技术中激光加工材料的装置的脉冲激光的工作模式图，由图2可知，入射光束为具有一定能量一定宽度的激光脉冲，以一定的间隔发出，通过聚焦所用到材料上。如图3所示为现有技术中激光加工材料的装置加工后材料的结构图，由图3可知，由图2中给出的这种脉冲模式在聚焦成单个焦点后作用到目标材料上，会去除掉深度非常有限的一个小孔；如果对焦点进行平移，会形成一个槽，但是槽的深度因为脉冲能量的限制难以增加。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置，至少可克服现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置，所述装置包括：激光器和多焦点衍射镜片；

激光器产生脉冲串激光，所述脉冲串激光的各个脉冲包括至少两个的子脉冲；

所述脉冲串激光经过所述多焦点衍射镜片衍射后聚焦形成至少一个的聚焦点，对材料进行加工。

作为实施例一涉及的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置，所述激光器产生 的所述脉冲串激光的频率的范围是1Hz到100MHz，所述脉冲串激光的脉冲宽度的范围为1飞秒至1纳秒。

所述脉冲串激光的各个所述脉冲包含的所述子脉冲的个数的范围为1到20个，所述子脉冲的宽度的范围为1飞秒至1纳秒，各个所述子脉冲之间的间距的范围为1纳秒至100纳秒。

所述脉冲串激光经过多焦点衍射镜片衍射后聚焦形成的聚焦点的个数的范围为1-20个，各个焦点之间的间距的范围是5微米到500微米。

所述装置还包括扩束镜、反射镜和聚焦镜；

所述扩束镜和所述反射镜依次设置在所述激光器的水平一侧，所述激光器发出的脉冲串激光经过所述扩束镜进行准直扩束后，经过所述反射镜反射后向下输出至所述多焦点衍射镜片，经过衍射的所述脉冲串激光经过所述聚焦镜聚焦后作用到工件上。

本实用新型实施例提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置，脉冲激光为脉冲串模式，激光脉冲以一组脉冲周期性发射，脉冲激光经过衍射后聚焦形成多个聚焦点，利用该脉冲串激光经过多焦点聚焦后进行材料加工时，可以大大提高加工深度。

根据实际需要设置了脉冲串激光及衍射焦点的各种参数的合适范围，可以根据材料的厚度及切割深度等实际需求选择合适的激光参数和多焦点衍射的个数和间距等参数，满足各种材料的深度加工需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中激光加工材料的装置的结构示意图；

图2是现有技术中激光加工材料的装置的脉冲激光的工作模式图；

图3是现有技术中激光加工材料的装置加工后材料的结构图；

图4是本实用新型提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置的结构示意图；

图5是本实用新型提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置中激光器发出 的激光的工作模式图；

图6是本实用新型实施例提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置的激光的光路图；

图7是利用本实用新型实施例提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置进行材料加工后材料的结构示意图；

图中，1为激光器，2为扩束镜，3为反射镜，4为反射镜，5为聚焦镜，6为工件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图4所示为本实用新型提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置的结构示意图，由图4可知，该装置包括：激光器1和多焦点衍射镜片4。如图5所示为本实用新型提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置中激光器发出的激光的工作模式图，由图4和图5可知，本实用新型提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置包括激光器1和多焦点衍射镜片4。

激光器1产生脉冲串激光，该脉冲串激光的各个脉冲包括至少两个的子脉冲。

脉冲串激光经过多焦点衍射镜片4衍射后聚焦形成至少一个的聚焦点，对材料进行加工。

本实用新型实施例提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置，激光器发出的脉冲激光为脉冲串模式，激光脉冲以一组脉冲周期性发射，脉冲激光经过衍射后聚焦形成多个聚焦点，如图6所示为本实用新型实施例提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置的激光的光路图，利用该脉冲串激光经过多焦点聚焦后进行材料加工时，可以大大提高加工深度，如图7所示为利用本实用新型实施例提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置进行材料加工后材料的结构示意图。

在本实用新型实施例中，激光器1产生的脉冲串激光的频率的范围是1Hz到100MHz，脉冲串激光的脉冲宽度的范围为1飞秒至1纳秒。脉冲串激光的各个脉冲包含的子脉冲的个数的范围为1到20个，每个子脉冲的宽度的范围为1飞秒至1纳秒，各个子脉冲之间的间距的范围为1纳秒至100纳秒。

在本实用新型实施例中，脉冲串激光经过多焦点衍射镜片4衍射后聚焦形成的聚焦点的 个数的范围为1-20个，各个焦点之间的间距的范围是5微米到500微米。

本实用新型提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置，根据实际需要设置脉冲串激光及多焦点衍射的各种参数的合适范围，根据材料的厚度及切割深度等实际需求选择合适的激光参数和多焦点衍射镜片的参数，满足各种各种材料的深度加工需求。

进一步的，本实用新型提供的一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置还包括扩束镜2、反射镜3和聚焦镜5。

扩束镜2和反射镜3依次设置在激光器1的水平一侧，激光器1发出的脉冲串激光经过扩束镜2进行准直扩束后，经过反射镜3反射后向下输出至多焦点衍射镜片4，经过衍射的脉冲串激光经过聚焦镜5聚焦后作用到工件6上，实现对工件6的加工。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种脉冲串激光在多焦点聚焦后加工材料的装置，其特征在于，所述装置包括：激光器、多焦点衍射镜片、扩束镜、反射镜和聚焦镜；所述激光器产生脉冲串激光；

所述扩束镜和所述反射镜依次设置在所述激光器的水平一侧，所述激光器发出的脉冲串激光经过所述扩束镜进行准直扩束后，经过所述反射镜反射后向下输出至所述多焦点衍射镜片，经过衍射的所述脉冲串激光经过所述聚焦镜聚焦后作用到工件上。