CN2767204Y - 激光内雕机倍频分光组件及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光内雕机倍频分光组件，包括：增透镜，具有第一波长光全反射第二波长光增透的光学特性，45度倾斜设置在含第一和第二波长的入射光束的光路上；第二次倍频器件，设置在经所述增透镜反射后光束的光路上；第二波长全反射镜，置于光束经所述第二次倍频器件后以45度入射的光路上。本实用新型还给出了含上述分光组件的激光内雕机倍频分光系统，设置了本倍频分光系统的激光内雕机可以使整机的效率从原来的30％提高到65％，加工头数量可增加到80％。

Description

激光内雕机倍频分光组件及系统

技术领域

本实用新型涉及一种加工玻璃等透明体的精细内雕机的激光分光组件及系统，尤其是一种倍频分光组件及系统。

背景技术

常用的透明体激光内雕设备的工作机理是，用1064nm波长的脉冲激光将其脉宽调制至10ns时，该光束会被透明体“异常吸收”而形成炸裂点(参见中国专利ZL97234928.6)。

随着市场对内雕产品图案清晰度的要求不断提高，我们将1064nm的激光倍频成532nm的激光，从而可获得更细微的炸裂点，使产品图案的分辨率更高，更清晰，本申请人已授权的实用新型专利对此进行了详细的介绍(参见中国专利ZL02283429.X)。

图1是现有技术中利用倍频方法制成内雕机的光路原理示意图。入射激光束经过纵向1064nm的分光镜11反射后至倍频器件12中，继而再通过扩束镜13和分光加工头14，业内通常的倍频器件采用KTP、BBO、LBO等，经过多年的应用和综合生产倍频器件厂家所提供的资料得出结论：所使用的倍频器件12通常的转换效率为30％左右，也就是说这种结构的内雕机在使用过程中会造成70％左右的激光束能量浪费。

目前随着市场对532nm产品的需求量不断增大，而加工费收入也随着市场的激烈竞争逐步下滑，如何提高532nm内雕机的加工效率，制造出产量价格比更高的内雕机是目前最大的问题。

发明内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种改进的结构，可以实现对倍频器件损失的70％激光束能量进行二次、甚至三次利用。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种激光内雕机倍频分光组件，包括：

增透镜，具有第一波长光全反射第二波长光增透的光学特性，45度倾斜设置在含第一和第二波长的入射光束的光路上；

第二次倍频器件，设置在经所述增透镜反射后光束的光路上；

第二波长全反射镜，置于光束经所述第二次倍频器件后以45度入射的光路上。

本实用新型的一种激光内雕机倍频分光系统，其特征在于，所述系统包括：

一分光组件，所述分光组件包括：

增透镜，具有第一波长光全反射第二波长光增透的光学特性，45度倾斜设置在含第一和第二波长的入射光束的光路上；

第二次倍频器件，设置在经所述增透镜反射后光束的光路上；

第二波长全反射镜，置于光束经所述第二次倍频器件后以45度入射的光路上；以及

纵向第一波长分光镜，45度倾斜于含第一、第二波长的入射光束进行设置，所述光束经分光镜反射后至进入所述增透镜；

第一次倍频器件，设置在所述纵向第一波长分光镜与所述增透镜的光路之间；

第一扩束镜，设置在直接穿透所述增透镜的光路上；

第二扩束镜，设置在第二波长全反射镜进行全反射后的光路上；

第一分光加工头，设置在所述第一扩束镜后的光路上；

第二分光加工头，设置在经过所述第二扩束镜后的光路上，其中：

所述第一波长为1064nm，所述第二波长为532nm。

本实用新型的另一种激光内雕机倍频分光系统，其特征在于，所述系统包括：

一分光组件，所述分光组件包括：

增透镜，具有第一波长光全反射第二波长光增透的光学特性，45度倾斜设置在含第一和第二波长的入射光束的光路上；

第二次倍频器件，设置在经所述增透镜反射后光束的光路上；

第二波长全反射镜，置于光束经所述第二次倍频器件后以45度入射的光路上；

第一次倍频器件，设置在含第一、第二波长光束的入射处，所述光束经所述第一次倍频器件后进入所述增透镜；

扩束镜，设置在经所述增透镜全反射后与分光加工头之间的光路上；

分光加工头，设置在经过所述扩束镜之后的光路上；其中：

所述第一波长为532nm，所述第二波长为1064nm。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1给出现有技术中倍频分光系统的光路原理图；

图2给出本实用新型一较佳实施例的光路原理图；

图3给出本实用新型另一较佳实施例的光路原理图。

具体实施方式

如图2所示，所示为一种较佳实施例的光路原理示意，波长为1064nm的入射主激光光束，首先进入45度倾斜于入射光束的纵向阵列分光镜21，经过该分光镜21反射后进入第一次倍频器件22，由第一次倍频器件22之后可以将波长1064nm的光束部分转换为波长532nm的光束，其中波长532nm的光束将穿透45度1064全反射532增透的增透镜23，而波长1064nm的光束由该增透镜23进行全反射，全反射后又进入一个第二次倍频器件24，该倍频器件24的性能与倍频器件22完全类似，即将波长1064nm的光束部分转换为波长532nm的光束，然后该532nm波长的光束通过45度设置的532nm全反射镜25进行全反射，上述直接穿透增透镜23的532nm波长激光束和经过全反射镜25全反射后的532nm波长激光束再分别依次进入一组扩束镜26和分光加工头27(附图中仅示意了前一组)，从而形成一种激光内雕机倍频分光系统。

经过第一次倍频器件22后转换的效率为30％，剩余70％的1064nm波长再经过第二次倍频器件24的转换效率又可达到20％左右，也就是将现有的内雕机整机532nm效率提高至50％，这样加工头数可增加70％。

图3给出本实用新型第二个较佳实施例的光路原理结构。

波长为1064nm的主激光光束经第一次倍频器件31后，有30％转换为532nm波长的激光束，但其中70％仍为1064nm波长的激光束，然后通过一个与入射光束呈45度设置的532nm全反射1064nm增透的增透镜32，经此增透镜32增透的1064nm波长的光束再经过一个与第一次倍频器件32工作原理类似的第二倍频器件33，这样剩余的70％的1064nm的激光束又可以有20％的532nm激光束转换效率，通过一个45度设置的532nm全反射1064增透的增透镜34后，取出20％的532nm激光束给加工头，剩余的约50％的1064nm激光束还可以进一步由第三次倍频器件35取出，具体实现方式同上，略。

以此类推，设置了本倍频分光系统的激光内雕机可以使整机的效率从原来的30％提高到65％，加工头数量可增加到80％。

以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴应由各权利要求限定。

Claims (5)

1、一种激光内雕机倍频分光组件，其特征在于，包括：

增透镜，具有第一波长光全反射第二波长光增透的光学特性，45度倾斜设置在含第一和第二波长的入射光束的光路上；

第二次倍频器件，设置在经所述增透镜反射后光束的光路上；

第二波长全反射镜，置于光束经所述第二次倍频器件后以45度入射的光路上。

2、根据权利要求1所述的激光内雕机倍频分光组件，其特征在于，

所述第一波长为1064nm，所述第二波长为532nm。

3、根据权利要求1所述的激光内雕机倍频分光组件，其特征在于，

所述第一波长为532nm，所述第二波长为1064nm。

4、一种激光内雕机倍频分光系统，其特征在于，所述系统包括：

一分光组件，所述分光组件包括：

增透镜，具有第一波长光全反射第二波长光增透的光学特性，45度倾斜设置在含第一和第二波长的入射光束的光路上；

第二次倍频器件，设置在经所述增透镜反射后光束的光路上；

第二波长全反射镜，置于光束经所述第二次倍频器件后以45度入射的光路上；以及

纵向第一波长分光镜，45度倾斜于含第一、第二波长的入射光束进行设置，所述光束经分光镜反射后至进入所述增透镜；

第一次倍频器件，设置在所述纵向第一波长分光镜与所述增透镜的光路之间；

第一扩束镜，设置在直接穿透所述增透镜的光路上；

第二扩束镜，设置在第二波长全反射镜进行全反射后的光路上；

第一分光加工头，设置在所述第一扩束镜后的光路上；

第二分光加工头，设置在经过所述第二扩束镜后的光路上，其中：

所述第一波长为1064nm，所述第二波长为532nm。

5、一种激光内雕机倍频分光系统，其特征在于，所述系统包括：

一分光组件，所述分光组件包括：

增透镜，具有第一波长光全反射第二波长光增透的光学特性，45度倾斜设置在含第一和第二波长的入射光束的光路上；

第二次倍频器件，设置在经所述增透镜反射后光束的光路上；

第二波长全反射镜，置于光束经所述第二次倍频器件后以45度入射的光路上；

第一次倍频器件，设置在含第一、第二波长光束的入射处，所述光束经所述第一次倍频器件后进入所述增透镜；

扩束镜，设置在经所述增透镜全反射后与分光加工头之间的光路上；

分光加工头，设置在经过所述扩束镜之后的光路上；其中：

所述第一波长为532nm，所述第二波长为1064nm。

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