TWI727341B - 雷射加工系統及雷射加工路徑決定方法 - Google Patents

雷射加工系統及雷射加工路徑決定方法 Download PDF

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TWI727341B
TWI727341B TW108120357A TW108120357A TWI727341B TW I727341 B TWI727341 B TW I727341B TW 108120357 A TW108120357 A TW 108120357A TW 108120357 A TW108120357 A TW 108120357A TW I727341 B TWI727341 B TW I727341B
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陳顯禎
陳彥碩
張家源
謝永達
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國立陽明交通大學
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Abstract

一種雷射加工路徑決定方法,其包含:提供二維矩陣,此二維矩陣對應一加工件之一平面影像;從此二維矩陣中找出對此加工件進行雷射加工處理的起始點,且以此起始點作為一操作點;在此操作點上進行雷射加工處理;依據一判別順序來依序判別對應此操作點四周之週邊點是否需進行雷射加工處理;以及在判別出有週邊點需進行雷射加工處理時,更新此操作點為此週邊點,並重複上述在此操作點上進行雷射加工處理及依據此判別順序來依序判別對應此操作點四周之週邊點的坐標是否需進行雷射加工處理之步驟。

Description

雷射加工系統及雷射加工路徑決定方法
本發明是有關於雷射加工,且特別是指一種雷射加工路徑決定方法及雷射加工系統。
雷射加工主要是透過激發光源和其他光學元件調製雷射光束,並控制雷射光束聚焦在工作件的特定位置上進行處理。目前雷射加工方式主要是以逐行或逐列掃描方式進行,然而,無論是透過逐行掃描方式或逐列掃描方式,都將增加雷射光束的移動路徑,導致雷射加工處理時間增加。
本發明的目的是在於提供一種雷射加工路徑決定方法及雷射加工系統,其可有效縮短工作件的雷射加工處理時間,進而提升生產效率,且由於移動路徑與實際需要加工位置具有連續性,因而可進行連續加工,提升產品的緊密性及細緻度。
本發明之一方面是有關於一種雷射加工路徑決 定方法,其包含:提供二維矩陣,此二維矩陣對應一加工件之一平面影像;從此二維矩陣中找出對此加工件進行雷射加工處理的起始點,且以此起始點作為一操作點;在此操作點上進行雷射加工處理;依據一判別順序來依序判別對應此操作點四周之週邊點是否需進行雷射加工處理;以及在判別出有週邊點需進行雷射加工處理時,更新此操作點為此週邊點,並重複上述在此操作點上進行雷射加工處理及依據此判別順序來依序判別對應此操作點四周之週邊點的坐標是否需進行雷射加工處理之步驟。
依據本發明之一實施例,上述雷射加工路徑決定方法更包含:在依序判別對應上述操作點四周之週邊點的坐標是否需進行雷射加工處理前,決定上述判別順序。
依據本發明之另一實施例,上述雷射加工路徑決定方法更包含:在未判別出有週邊點需進行雷射加工處理時,以一跳躍點更新上述操作點。
依據本發明之另一實施例,上述雷射加工路徑決定方法更包含:在判別出有週邊點需進行雷射加工處理時且在更新上述操作點為上述週邊點前,進一步判別位於上述週邊點對於上述操作點之斜對角處或對角處的週邊點是否需進行雷射加工處理;以及若位於上述週邊點對於上述操作點之斜對角處或對角處的週邊點需進行雷射加工處理,則更新上述跳躍點為上述週邊點對於上述操作點之斜對角處或對角處的週邊點。
依據本發明之另一實施例,上述起始點對應上 述加工件之平面影像之一中心點。
依據本發明之另一實施例,上述平面影像對應一影像檔經分割處理後之一分割區域。
依據本發明之另一實施例,上述加工件為三維物件,且上述平面影像對應三維物件的一平面結構層。
本發明之另一方面是有關於一種雷射加工系統,其包含移動平台、激發光源、物鏡、雙軸掃描震鏡、控制器和處理器。移動平台用以承載加工件。激發光源用以產生雷射光束。物鏡用以將雷射光束聚焦在移動平台上,以對加工件進行雷射加工處理。雙軸掃描震鏡用以調整雷射光束聚焦在移動平台之第一平面維度方向和第二平面維度方向上的位置,其中第二平面維度方向垂直於第一平面維度方向。控制器耦接至移動平台及此些雙軸掃描震鏡。處理器耦接至控制器,其用以將操作指示傳送至控制器,使控制器據以控制移動平台及此些雙軸掃描震鏡的移動。處理器經配置為進行下列操作,並據以產生操作指示:讀取加工件之影像檔;轉換影像檔為二維矩陣,此二維矩陣對應加工件之平面影像;從二維矩陣中找出對加工件進行雷射加工處理的起始點,且以此起始點作為操作點,使雷射光束據以對加工件進行雷射加工處理;依據判別順序來依序判別對應操作點四周之週邊點是否需進行雷射加工處理;以及在判別出有週邊點需進行雷射加工處理時,更新操作點為週邊點,並重複上述在操作點上進行雷射加工處理及依據判別順序來依序判別對應操作點四周之週邊點的坐標是否需進行雷射加工處理 之步驟。
依據本發明之一實施例,上述雷射加工系統更包含壓電致動器,其耦接至上述物鏡及控制器且用以控制上述物鏡的鉛直方向位置。
依據本發明之另一實施例,上述雷射加工系統更包含分色鏡和光電倍增管組合。分色鏡設置於上述物鏡之相對於上述移動平台的另一側且用以分離上述雷射光束和由上述雷射光束產生之螢光。光電倍增管組合設置於分色鏡之相對於上述物鏡的另一側,其具有多個分別用以接收螢光之多個不同波長範圍螢光成分的光電倍增管。
100:雷射加工系統
110:激發光源
120:光強度控制元件
121:半波片
122:偏振片
131:聲光調變器
132:壓電致動器
133:光圈
140:稜鏡組
151、152:雙軸掃描震鏡
161:物鏡
162:移動平台
171:光電倍增管組合
172:分色鏡
173:低通濾波片
180:處理部
190:控制部
200:雷射加工路徑決定方法
C:操作點
D、DL、DR、L、R、U、UL、UR:週邊點
S202、S204、S206、S208、S210、S212、S214、S216、S218、S220:步驟
W:加工件
為了更完整了解實施例及其優點,現參照結合所附圖式所做之下列描述,其中:〔圖1〕為依據本發明一些實施例之雷射加工系統的示意圖;〔圖2〕為依據本發明實施例之雷射加工路徑決定方法的流程圖;〔圖3〕繪示操作點及其四周之週邊點;〔圖4〕為利用〔圖2〕之雷射加工路徑決定方法對一加工件進行加工路徑規劃的一示例;〔圖5〕為利用〔圖2〕之雷射加工路徑決定方法對一加工件進行加工路徑規劃的另一示例;以及 〔圖6〕為利用〔圖2〕之雷射加工路徑決定方法對一加工件進行加工路徑規劃的又一示例。
以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本揭示內容之精神,任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭示內容之較佳實施例後,當可由本揭示內容所教示之技術,加以改變及修飾,其並不脫離本揭示內容之精神與範圍。
在本文中所使用的用語僅是為了描述特定實施例,非用以限制申請專利範圍。除非另有限制,否則單數形式的「一」或「該」用語也可用來表示複數形式。此外,空間相對性用語的使用是為了說明元件在使用或操作時的不同方位,而不只限於圖式所繪示的方向。
為了簡化和明確說明,本文可能會在各種實施例中重複使用元件符號和/或字母,但這並不表示所討論的各種實施例及/或配置之間有因果關係。
另外,在本文中可能會使用空間相對用語,例如「上方(over)」、「上(on)」、「下方(under)」、「下(below)」等等,以方便說明如圖式所繪示之一元件或一特徵與另一元件或特徵之關係。除了在圖式中所繪示之方向外,這些空間相對用詞意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。結構可能以不同方式定位(旋轉90度或在其他方位上),因此可利用同樣的方式來解釋在此所使用之空間相對描述符號。
請參照圖1,圖1為依據本發明一些實施例之雷射加工系統100的示意圖。雷射加工系統100用以進行雷射加工處理,例如透過雙光子激發固化或光化學反應等技術,但不限於此。在雷射加工系統100中,激發光源110用以產生雷射光束。激發光源110可以是鎖模鈦藍寶石(Ti:sapphire)超快雷射光源。詳細而言,可使用雷射二極體作為泵浦光源,並激發超快雷射晶體,例如Nd:YVO4(Neodymium Vanadate)晶體,以產生波長約為1064奈米的近紅外光,接著再使用倍頻晶體,例如三硼酸鋰(LBO)、偏硼酸鋇(BBO)或其他合適的晶體,將波長減半至約為532奈米的連續波高能綠光雷射,最後利用此高能綠光雷射打入共振腔體,並以鈦藍寶石晶體作為增益介質加上鎖模的方式產生超短脈衝光,其脈衝光波長可調範圍介於700奈米與1000奈米之間。當脈衝光的中心波長約為780奈米時,可達到脈衝寬度為100飛秒及脈衝重複率80百萬赫茲的脈衝雷射。應注意的是,上述雷射光束的中心波長可視實際操作需求而對應改變,並不限於上述揭露的範圍。
光強度控制元件120包含半波片121和偏振片122,其中半波片121用以調整激發光源110所發出之雷射光束的能量強度,而偏振片122用以調整雷射光束的偏振角度。透過半波片121調整進入偏振片122之偏振方向,且接著透過偏振片122決定出光之偏振方向分量大小,藉以達成雷射光束的能量調控。圖1僅以單個偏振片122為示例,且偏振片122為線偏振片,而在其他實施例中,光強度控制元 件120可具有多個偏振片122。
聲光調變器(acousto-optic modulator;AOM)131用以控制雷射光束通過與否,使得雷射光束通過後形成繞射(diffraction)。聲光調變器131內部的晶體係由壓電致動器132所驅動。此外,光圈133用以阻擋一階光以外的路徑。透過聲光調變器131和光圈133,以產生繞射與未繞射之調變方式,進而達到開關效果。
此外,雷射光束在共振腔內還經過各式各樣的光學元件,例如稜鏡、反射鏡、透鏡等,其與在雷射加工系統100的光路上的聲光調變器131、偏振片122、物鏡161等元件均會產生色散,造成雷射脈寬被拉長,不僅影響時域光子的密度分佈,且也可能造成雷射光束到達試片表面時的瞬間功率下降而降低雷射加工效果,尤其聲光調變器131所產生之色散的影響程度甚鉅。因此,在雷射加工系統100的光路中另架設稜鏡組140,其用以補償在雷射加工系統100中所形成的色散。
雙軸掃描震鏡151、152用以快速改變雷射光束在X方向及Y方向(互相垂直的兩平面維度方向)經過物鏡161後的聚焦點位置。由於雙軸掃描震鏡151、152本身具有回授控制的功能,故可加快響應速度與精準定位,以達到二維平面的快速掃描,並配合耦接至物鏡161的壓電致動器132控制Z軸(鉛直方向)位置,進而達到快速的三維方向影像掃描或雷射加工。
在對移動平台162上的加工件W進行雷射加工處理結束後,可透過光電倍增管(photomultiplier;PMT)組合171中的三個光電倍增管搭配具有三個不同波段的分色鏡(dichroic mirror)進行收光,在進入光電倍增管組合171之前,會先經由分色鏡172反射670奈米以上的波長光並使670奈米以下的波長光穿透,以避免接收到雷射光束散射回來的光,並區分雷射光束與其產生的螢光。另外,可在分色鏡172的後方加上低通濾波片(short-pass filter)173,用以阻擋680奈米以上的光成分進入,從而提升螢光的對比度。光電倍增管組合171中的三個光電倍增管用以接收不同波長範圍螢光成分,其可分別為介於330nm至480nm之波長範圍的螢光成分、介於500奈米至550奈米之波長範圍的螢光成分、波長大於561奈米的螢光成分。光電倍增管組合171接著將其接收到之不同波長範圍的螢光成分送至處理部180或控制部190,以重組回二維的螢光影像,最後再將多張二維影像疊加以提升對比度,或是將多層的影像組合成三維的螢光影像。
處理部180用以對加工件W進行雷射加工處理的路徑規劃,並據以產生操作指示。處理部180可以是包含處理器的桌上型電腦、筆記型電腦等,但不限於此。控制部190耦接至處理部180,其依據處理部180的操作指示產生控制指令,並將控制指令傳送至雙軸掃描震鏡151、152、聲光調變器131、壓電致動器132與移動平台162,以控制雙軸掃描震鏡151、152、聲光調變器131、壓電致動器132 與移動平台162的移動。控制部190可以是現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array;FPGA)或是其他合適的元件。
在訊號的控制上,除了利用給予數位訊號達到快速切換聲光調變器131作為光開關,或是利用數位類比轉換的方式達到降低雜訊並控制雙軸掃描震鏡151、152,系統中亦可包含感測器(圖未繪示)以回授壓電致動器132與移動平台162的控制訊號,達到精準移動位置之需求。在雷射加工系統100中,移動平台162可以是二維移動平台(其可沿X方向和/或Y方向移動)或三維移動平台(其可沿X方向、Y方向和/或Z方向移動)。
圖2為依據本發明實施例之雷射加工路徑決定方法200的流程圖。雷射加工路徑決定方法200適用於雷射加工系統100或其他類似的雷射加工系統100。以下說明以用於雷射加工系統100為例。雷射加工路徑決定方法200可經編程而成為電腦程式指令,其可由處理部180中的處理器執行,且可儲存於處理器可存取的非暫態電腦可讀取媒體中。非暫態電腦可讀取媒體可以是唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、通用序列匯流排(USB)隨身碟、磁帶、可在網際網路上存取的資料庫、或其他對所述技術領域中具有通常知識者為顯而易見的電腦可讀取媒體。
在雷射加工路徑決定方法200中,首先進行步驟S202,讀取加工件W的影像檔,並將影像檔轉換為由0和1組成的二維矩陣,其中二維矩陣的各元素分別對應影像 檔的各區域,且初始化跳躍點,例如將跳躍點重設為坐標(0,0)。在二維矩陣中,元素值為1代表對應的區域需進行雷射加工處理,而元素值為0代表對應的區域不需進行雷射加工處理。此外,二維矩陣對應至由X軸和Y軸組成的二維坐標,且在二維矩陣中,第1行代表X軸坐標為0,第2行代表X軸坐標為1,依此類推,且第1列代表Y軸坐標為0,第2列代表Y軸坐標為1,依此類推。
接著,進行步驟S204,決定雷射加工處理的起始點。由坐標(0,0)開始判別其是否為雷射加工處理的起始點。若是坐標(0,0)對應的元素值為1,則判別出坐標(0,0)為雷射加工處理的起始點。反之,若是坐標(0,0)對應的元素值為0,或是坐標(0,0)已進行過雷射加工處理,則判別出坐標(0,0)並非為雷射加工處理的起始點。若是判別出坐標(0,0)並非為雷射加工處理的起始點,則將X坐標值加1,並接著判別坐標(1,0)是否為雷射加工處理的起始點。
若是判別坐標(x,y)並非為雷射加工處理的起始點,且x已為二維矩陣的最大X坐標值但y非為二維矩陣的最大Y坐標值,則將X坐標值歸零且將Y坐標值加1,即坐標變為(0,y+1),且接著判別坐標(0,y+1)是否為雷射加工處理的起始點。
當有坐標被判別出為雷射加工處理的起始點時,即進行步驟S206,以起始點作為操作點,並在操作點上進行雷射加工處理。若是沒有任何坐標被判別出為加工處理的起始點,則代表不需對加工件W進行雷射加工處理,或 是對加工件W的雷射加工處理已完成。
步驟S206結束後,接著進行步驟S208,決定操作點四周之週邊點的判別順序。如圖3所示,操作點為C,且操作點C四周的週邊點,以正上方為起點沿著順時針方向分別為週邊點U、UR、R、DR、D、DL、L、UL。舉例而言,若是操作點C的坐標為(x,y),則週邊點U、UR、R、DR、D、DL、L、UL的坐標分別為(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x+1,y)、(x+1,y+1)、(x,y+1)、(x-1,y+1)、(x-1,y)、(x-1,y-1)。週邊點U、UR、R、DR、D、DL、L、UL的判別順序預設為U→UR→R→DR→D→DL→L→UL,但此判別順序可在後續對他處進行雷射加工處理時對應調整。
之後,進行步驟S210,依據週邊點U、UR、R、DR、D、DL、L、UL的判別順序,依序判別週邊點U、UR、R、DR、D、DL、L、UL是否需進行雷射加工處理。在判別出有週邊點需進行雷射加工處理時,接著進行步驟S212,進一步判別位於此週邊點之斜對角處(即沿著起始點順時針行走135度)或對角處(即沿著起始點順時針行走180度)的週邊點是否需進行雷射加工處理。若是,則進行步驟S214,更新操作點為在步驟S210中判別出需進行雷射加工處理的週邊點,以及更新跳躍點為在步驟S212中判別出需進行加工雷射處理的週邊點。反之,則進行步驟S216,僅更新操作點為在步驟S210中判別出需進行雷射加工處理的週邊點,但不更新跳躍點。步驟S214或步驟S216完成後,回到步驟S206,在更新後的操作點進行雷射加工處理。
詳細而言,在步驟S212中,若是判別出此週邊點(即在步驟S210中判別出需進行雷射加工處理的週邊點)之斜對角處及對角處的週邊點均需進行雷射加工處理,或判別出此週邊點之對角處的週邊點需進行雷射加工處理但此週邊點之斜對角處的週邊點不需進行雷射加工處理,則跳躍點更新為此坐標之對角處的坐標。若是判別出此週邊點之斜對角處的週邊點需進行雷射加工處理但此週邊點之對角處的週邊點不需進行雷射加工處理,則跳躍點更新為此週邊點之斜對角處的週邊點。若是判別出此週邊點之斜對角處及對角處的週邊點均不需進行雷射加工處理,則不對跳躍點進行更新。
以週邊點U、UR、R、DR、D、DL、L、UL的判別順序為U→UR→R→DR→D→DL→L→UL為例,首先判別週邊點U(對應週邊點U)是否需進行加工處理。若是週邊點U被判別出需進行雷射加工處理,則進一步判別位於週邊點U之斜對角處及對角處的坐標,即週邊點DR、D,是否需進行加工處理。若是判別出週邊點DR、D均需進行加工處理,或判別出週邊點D需進行加工處理但週邊點DR不需進行加工處理,則跳躍點更新為週邊點D,即坐標(x,y+1)。若是判別出週邊點DR需進行加工處理但週邊點D不需進行加工處理,則跳躍點更新為週邊點DR,即坐標(x+1,y+1)。若是判別出週邊點DR、D均不需進行加工處理,則不對跳躍點進行更新。反之,若是週邊點D被判別出不需進行加工處理,則再接著以相同的方式判別週邊點U (對應坐標(x+1,y-1))是否需進行雷射加工處理,以及在判別出週邊點U需進行雷射加工處理的條件下,進一步判別位於週邊點U之斜對角處及對角處的坐標,即週邊點D、DL(分別對應坐標(x,y+1)、(x-1,y+1))是否需進行雷射加工處理,依此類推。
若是週邊點中有任一元素超出範圍,則此週邊點被判別出不需進行雷射加工處理。舉例而言,若是週邊點對應的坐標(x,y)中的x元素超出最大X坐標值或y元素超出最大Y坐標值,則此週邊點將被判別出不需進行雷射加工處理。
反之,若是在步驟S210中判別出操作點四周的週邊點均不需進行加工處理,則進行步驟S218,確認是否存在有效的跳躍點。若是,則進行步驟S220,以此跳躍點更新操作點,並將此跳躍點設定為無效,且接著回到步驟S206,在更新後的操作點進行雷射加工處理。若否,則結束加工路徑決定方法200。
本發明之一特點在於,由於移動路徑跟實際進行雷射加工處理的位置是連續且連貫,因此可以持續進行雷射加工處理,而不需連續性地開啟和關閉聲光調變器131,僅在移至跳躍點時需關閉和開啟聲光調變器131,因此可有效減少聲光調變器131的開關次數,並有效減少雷射加工處理的時間。
圖4為利用圖2之雷射加工路徑決定方法200對一加工件進行加工路徑規劃的一示例。圖4所示之加工件為 矩形,其尺寸為8×8單位,每一單位對應到特定的二維坐標,其中左上角單位的坐標為(0,0),而右下角單位的坐標為(7,7),依此類推。依據圖2之加工路徑決定方法200,首先決定雷射加工處理的起始點坐標為(0,0),且雷射加工處理的順序如圖4中的移動箭頭所示,其對應操作點的移動。由圖4可知,操作點的移動為順時針方向,且雷射加工處理的結束點坐標為(3,4),其對應加工件的中心處。
圖5為利用圖2之加工路徑決定方法200對一加工件進行加工路徑規劃的另一示例。圖5所示之加工件為缺角矩形,其長度和寬度均為8單位,但其四個角落處均具有3個單位的缺陷,每一單位對應到特定的二維坐標,依此類推。依據圖2之加工路徑決定方法200,首先決定加工處理的起始點為(2,0),且加工處理的順序如圖5中的移動箭頭所示。相較於圖4所示之雷射加工路徑,圖5還包含斜向移動箭頭,其對應的操作點移動同時包含X軸方向移動和Y軸方向移動。
圖6為利用圖2之加工路徑決定方法200對一加工件進行加工路徑規劃的又一示例。圖6所示之加工件與圖2相同,其尺寸為8×8單位,每一單位對應到特定的二維坐標,其中左上角單位的坐標為(0,0),而右下角單位的坐標為(7,7),依此類推。相較於圖4所示之雷射加工路徑,依據圖2之加工路徑決定方法200,首先決定加工處理的起始點為加工件的中心處,即坐標(3,4),且操作點的移動為逆時針方向,而雷射加工處理的結束點坐標為(0,0),其對應加 工件的左上角。
應注意的是,由於雙軸掃描震鏡151、152有移動範圍的限制,故若是加工件W的影像檔的尺寸過大,則無法直接對加工件W完成雷射加工。在此情形下,處理部180可先對加工件W的影像檔進行切割處理,將影像檔分成多個區域,每一區域的尺寸都在雙軸掃描震鏡151、152的最大可移動範圍內。在操作上,可先控制移動平台162移動至對應影像檔的一分割區域,接著在此區域上進行雷射加工處理,且在完成對此分割區域的雷射加工處理後,控制移動平台162移動至對應影像檔的另一分割區域,依此類推,直到完成對所有影像檔的所有分割區域完成雷射加工處理。
此外,本發明亦可應用於三維物件的雷射加工。三維物件的影像檔可由多個平面影像檔組成,其分別對應三維物件的平面結構層,且在進行雷射加工處理上,可先讀取對應三維物件最底層的影像檔,對三維物件的最底層雷射加工處理,且在完成對三維物件的最底層進行雷射加工處理後,接著再對讀取對應三維物件次底層的影像檔,並控制壓電致動器132以移動物鏡161的Z軸位置,以對三維物件的次底層進行雷射加工處理,直到完成對三維物件的所有階層完成雷射加工處理。
進一步地,若是三維物件的影像檔由多個平面影像檔組成,且平面影像檔的尺寸過大導致無法直接對加工件的整個平面完成雷射加工處理,則可先對所有平面影像檔進行切割處理,接著再依序對不同切割區域的三維物件進行 雷射加工處理。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:雷射加工系統
110:激發光源
120:光強度控制元件
121:半波片
122:偏振片
131:聲光調變器
132:壓電致動器
133:光圈
140:稜鏡組
151、152:雙軸掃描震鏡
161:物鏡
162:移動平台
171:光電倍增管組合
172:分色鏡
173:低通濾波片
180:處理部
190:控制部
W:加工件

Claims (10)

  1. 一種雷射加工路徑決定方法,包含:提供一二維矩陣,該二維矩陣對應一加工件之一平面影像;從該二維矩陣中找出對該加工件進行雷射加工處理的起始點,且以該起始點作為一操作點;在該操作點上進行雷射加工處理;依據一判別順序來依序判別對應該操作點四周之週邊點是否需進行雷射加工處理;以及在判別出有週邊點需進行雷射加工處理時,更新該操作點為該週邊點,並重複上述在該操作點上進行雷射加工處理及依據該判別順序來依序判別對應該操作點四周之週邊點的坐標是否需進行雷射加工處理之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工路徑決定方法,更包含:在依序判別對應該操作點四周之週邊點的坐標是否需進行雷射加工處理前,決定該判別順序。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工路徑決定方法,更包含:在未判別出有週邊點需進行雷射加工處理時,以一跳躍點更新該操作點。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之雷射加工路徑決定方法,更包含:在判別出有週邊點需進行雷射加工處理時且在更新該操作點為該週邊點前,進一步判別位於該週邊點對於該操作點之斜對角處或對角處的週邊點是否需進行雷射加工處理;以及若位於該週邊點對於該操作點之斜對角處或對角處的週邊點需進行雷射加工處理,則更新該跳躍點為該週邊點對於該操作點之斜對角處或對角處的週邊點。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工路徑決定方法,其中該起始點對應該加工件之平面影像之一中心點。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工路徑決定方法,其中該平面影像對應一影像檔經分割處理後之一分割區域。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工路徑決定方法,其中該加工件係一三維物件,且該平面影像對應該三維物件之一平面結構層。
  8. 一種雷射加工系統,包含:一移動平台,用以承載一加工件;一激發光源,用以產生一雷射光束; 一物鏡,用以將該雷射光束聚焦在該移動平台上,以對該加工件進行雷射加工處理;雙軸掃描震鏡,用以調整該雷射光束聚焦在該移動平台之一第一平面維度方向及一第二平面維度方向上的位置,該第二平面維度方向垂直於該第一平面維度方向;一控制器,耦接至該移動平台及該些雙軸掃描震鏡;以及一處理器,耦接至該控制器,該處理器用以將一操作指示傳送至該控制器,使該控制器據以控制該移動平台及該些雙軸掃描震鏡的移動;其中,該處理器經配置為進行下列操作,並據以產生該操作指示:讀取該加工件之一影像檔;轉換該影像檔為一二維矩陣,該二維矩陣對應該加工件之一平面影像;從該二維矩陣中找出對該加工件進行雷射加工處理的起始點,且以此起始點作為一操作點,使該雷射光束據以對該加工件進行雷射加工處理;依據一判別順序來依序判別對應該操作點四周之週邊點是否需進行雷射加工處理;以及在判別出有週邊點需進行雷射加工處理時,更新該操作點為該週邊點,並重複上述在該操作點上進行雷射加工處理及依據該判別順序來依序判別對應該操作點四周之週邊點的坐標是否需進行雷射加工處理之步驟。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之雷射加工系統,更包含:一壓電致動器,耦接至該物鏡及該控制器,該壓電致動器用以控制該物鏡的鉛直方向位置。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之雷射加工系統,更包含:一分色鏡,設置於該物鏡之相對於該移動平台的另一側,該分色鏡用以分離該雷射光束和由該雷射光束產生之螢光;以及一光電倍增管組合,設置於該分色鏡之相對於該物鏡的另一側,該光電倍增管組合具有複數個分別用以接收該螢光之複數個不同波長範圍螢光成分的光電倍增管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101862178A (zh) * 2010-06-02 2010-10-20 中国科学院光电技术研究所 一种基于自适应光学的反射式共焦扫描视网膜成像系统
TW201702573A (zh) * 2015-07-13 2017-01-16 國立成功大學 高通量雷射加工系統
WO2018106678A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-14 Memorial Sloan Kettering Cancer Center Modulation interferometric imaging systems and methods

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101862178A (zh) * 2010-06-02 2010-10-20 中国科学院光电技术研究所 一种基于自适应光学的反射式共焦扫描视网膜成像系统
TW201702573A (zh) * 2015-07-13 2017-01-16 國立成功大學 高通量雷射加工系統
WO2018106678A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-14 Memorial Sloan Kettering Cancer Center Modulation interferometric imaging systems and methods

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