CN104400222A - 一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法 - Google Patents

一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104400222A
CN104400222A CN201410490762.4A CN201410490762A CN104400222A CN 104400222 A CN104400222 A CN 104400222A CN 201410490762 A CN201410490762 A CN 201410490762A CN 104400222 A CN104400222 A CN 104400222A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wedge
optical
angle
value
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410490762.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104400222B (zh
Inventor
郑伟
李朋
陈建荣
陈忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongke Sino Laser Equipment (fujian) Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Zhongke Sino Laser Equipment (fujian) Ltd By Share Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongke Sino Laser Equipment (fujian) Ltd By Share Ltd filed Critical Zhongke Sino Laser Equipment (fujian) Ltd By Share Ltd
Priority to CN201410490762.4A priority Critical patent/CN104400222B/zh
Publication of CN104400222A publication Critical patent/CN104400222A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104400222B publication Critical patent/CN104400222B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,包括:激光器发射的激光束通过反射镜,接着激光束通过角度偏转光楔组,激光束角度发生偏转后,射入位移旋转光楔组,然后激光束通过聚焦镜汇聚在光学传感器上以能生成图像信息,再将图像信息传送给图像分析器中;第三、第四光楔靠接在一起使二者沿光轴间距为零;通过绕中心线X旋转角度偏转光楔组,以纪录获取D值、X值和C值,它们的相位关系就是四光楔光束扫描装置的初始相位。该法利用光学成像装置,无需拆卸激光加工***中的四光楔光束扫描装置,可以在线调整四光楔光束扫描装置的初始相位。

Description

一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法
技术领域
本发明属于光学工程领域,具体涉及一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法。 
背景技术
光楔主要应用在光学***中对光线偏转实现精确控制。在激光精细加工领域,光楔元件经常用于激光传输***中光束的变向传播。四光楔光束扫描装置可以改变激光束的传播方向,通常用于激光微孔加工***中改变光束聚焦后的圆环尺寸大小和光束射入工件角度,如图1所示。四光楔光束扫描装置包括2个光楔组,每个光楔组包括2个光楔元件,其中一个光楔角度较小(<0.5°)的光楔组是角度偏转光楔组,用于改变旋转光束的传播方向来控制旋转光束的圆环尺寸大小;另一个光楔角度较大(>2°)的光楔组是位移旋转光楔组,用于改变光束沿光轴方向间的距离来控制微孔加工的打孔锥度量。该装置能实现孔径<100μm以下的倒锥孔加工,在汽车发动机燃油喷射***、机械精细加工领域、航空发动机气膜孔加工领域有很广泛的应用前景。 
在使用四光楔扫描装置进行激光加工时,需要对该装置中的四个光楔元件的初始相对位置进行调节,使得激光束可以垂直通过光楔扫描装置而不产生偏转,且激光束通过该装置和聚焦镜后形成的光斑尺寸最小。 
现有光楔初始相位调整技术中,通常采用经纬仪等设备进行光楔初始相位调整,该法对于单一光楔组有一定的优势。在四光楔扫描装置已装配好的前提上,2个光楔组作为一个整体,采用经纬仪等设备进行初始相位调整,十分不便利;调整过程中需要将大光楔组整体拆卸下来,以避免大光楔组对小光楔组初始相位调整过程中的干扰因素,在拆卸再安装的过程中,其安装精度难以得到保证,且装配过程很繁杂。 
现有技术方案采用经纬仪和平行光管对双光楔初始相位进行调整,其具体方案如下:①、 先将经纬仪1和平行光管2调至同一水平上,将第一个需要调节的光楔3放到经纬仪1和平行光管2中间,如图1,使得光楔3和经纬仪1及平行光管2之间的光路垂直。②、将第一个需要调节的光楔4放于光楔3和平行光管2中间,调整光楔4,使得光楔4和经纬仪1和平行光管2之间的光路垂直,如图2。③、调整光楔3,4成180°对称。④检测光楔3、4支架的平行度、垂直度。 
该技术对于双光楔组的调节有一定的优势,但对于四光楔已装配好的光楔组之间的初始相位调整基本不能采用该方法来实现;由于光线通过2个光楔组之间,其传播方向有一定的偏转,采用该法进行调解时,需要对光楔组进行独立调节,这在实际已装配好的四光楔光束扫描装置中调整过程繁琐,调整精度不能保证,效率较低。 
发明内容
本发明提供了一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,其克服了背景技术中所存在的不足。 
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是: 
一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,包括: 
步骤1,激光器(1)发射的激光束通过反射镜(2),接着激光束通过角度偏转光楔组(3,4),激光束角度发生偏转后,射入位移旋转光楔组(5,6),然后激光束通过聚焦镜(7)汇聚在光学传感器(8)上以能生成图像信息,再将图像信息传送给图像分析器(9)中,利用图像分析器(9)对汇聚后的激光束尺寸进行测量分析; 
步骤2,位移旋转光楔组(5,6)的第三光楔(5)和第四光楔(6)靠接在一起使二者沿光轴间距为零;绕角度偏转光楔组(3,4)的中心线X旋转角度偏转光楔组(3,4)一周,并在图像分析器(9)上记录所画圆环的轨迹直径; 
步骤3,每次改变第一光楔(3)第一预订角度,接着绕中心线X旋转角度偏转光楔组(3,4)一周,每改变一次第一预订角度,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;找到最小圆轨迹,并 纪录此对应第一光楔(3)所处角度D值; 
步骤4,旋转第二光楔(4)180°,使第一光楔(3)和第二光楔(4)处于背靠背状态,将角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)固定在一起,绕中心线X同步旋转一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;每次改变位移旋转光楔组(5,6)第二预订角度,再次绕中心线X同步旋转角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;找到最小圆轨迹,纪录此对应的D值,第二光楔(4)所处角度X值,位移旋转光楔组(5,6)所处角度C值; 
步骤5,旋转第一光楔(3)180°,以D值每次增加第三预订角度,X值相应减少第四预订角度的变量微调D值和X值,同步旋转角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径,找出最大圆轨迹,将第一光楔(3)180°旋转180°,纪录此时D值、X值和C值,它们的相位关系就是四光楔光束扫描装置的初始相位。 
一实施例之中:所述的激光器(1)发射的激光束水平通过45°反射镜(2)。 
一实施例之中:所述的光学传感器(8)的图像信息通过USB数据线传送给图像分析器(9)。 
一实施例之中:所述的第一预订角度为10°。 
一实施例之中:所述的第二预订角度为20°。 
一实施例之中:所述的第三预订角度值为0.5°,第四预订角度值为0.5°。 
本技术方案与背景技术相比,它具有如下优点: 
本发明提供了一种在线调整四光楔光束扫描装置初始相位的方法,它为激光加工***中四光楔光束扫描***的调整提供了一种便捷的在线调整四光楔光束扫描***初始相位的方法;该法利用光学成像装置,无需拆卸激光加工***中的四光楔光束扫描装置,可以在线调整四光楔光束扫描装置的初始相位。对比现有技术中的光楔相位调整方法,它无需拆卸四光楔扫描装置及里面的光楔组件,即可实现调整四光楔初始相位,调整方法便捷,精度较高。 
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 
图1绘示了现有技术方案采用经纬仪和平行光管对双光楔初始相位进行调整示意图之一。 
图2绘示了现有技术方案采用经纬仪和平行光管对双光楔初始相位进行调整示意图之二 
图3绘示了一实施例之中四光楔光束扫描装置初始相位调整装置的示意图。 
图4绘示了一实施例之中步骤3的角度偏转光楔组的相位关系示意图。 
图5绘示了一实施例之中第一光楔和第二光楔处于背靠背状态示意图。 
图6绘示了一实施例之四光楔的的相位关系示意图,此时第二光楔所处角度X值,位移旋转光楔组所处角度C值。 
具体实施方式
请查阅图3,一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,包括: 
步骤1,激光器(1)发射的激光束通过反射镜(2),接着激光束通过角度偏转光楔组(3,4),激光束角度发生偏转后,射入位移旋转光楔组(5,6),然后激光束通过聚焦镜(7)汇聚在光学传感器(8)上以能生成图像信息,再将图像信息传送给图像分析器(9)中,利用图像分析器(9)对汇聚后的激光束尺寸进行测量分析,此时测量参数包括有激光束在光学传感器8上的圆环轨迹直径;所述的角度偏转光楔组(3,4)包括第一光楔(3)和第二光楔(4),它们结构相同且截面都为直径三角形;所述的位移旋转光楔组(5,6)包括第三光楔(5)和第四光楔(6),它们结构相同且截面都为直径三角形;所述的第一光楔(3)和第三光楔(5)相似且第一光楔(3)小于第三光楔(5); 
步骤2,位移旋转光楔组(5,6)的第三光楔(5)和第四光楔(6)的斜面对齐靠接在一起使二者沿光轴间距为零,保证光束通过位移旋转光楔组不发生横向偏移;此时,第一光楔(3)和第二光楔(4)相对中心线X中心对称布置;绕角度偏转光楔组(3,4)的中心线X旋转角度偏转光楔组(3,4)一周,并在图像分析器(9)上记录所画圆环的轨迹直径;此时中心线X是指第一光楔(3)和第二光楔(4)矩形间隔的对角中心; 
步骤3,每次改变第一光楔(3)第一预订角度,接着绕中心线X旋转角度偏转光楔组(3,4)一周,每改变一次第一预订角度,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;找到最小圆轨迹,并纪录此对应第一光楔(3)所处角度D值,这时角度偏转光楔组(3,4)的相位关系为图4所示。 
步骤4,旋转第二光楔(4)180°,使第一光楔(3)和第二光楔(4)处于背靠背状态, 如图5所示,将角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)固定在一起,绕中心线X同步旋转一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;每次改变位移旋转光楔组(5,6)第二预订角度,再次绕中心线X同步旋转角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;找到最小圆轨迹,纪录此对应的D值,第二光楔(4)所处角度X值,位移旋转光楔组(5,6)所处角度C值,此时它们相位关系如图6所示。 
步骤5,旋转第一光楔(3)180°,以D值每次增加0.5°,X值相应减少0.5°的变量微调D值和X值,同步旋转角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径,找出最大圆轨迹,将第一光楔(3)180°旋转180°,纪录此时D值、X值和C值,它们的相位关系就是四光楔光束扫描装置的初始相位。 
一实施例之中:所述的激光器(1)发射的激光束水平通过45°反射镜(2)。 
一实施例之中:所述的光学传感器(8)的图像信息通过USB数据线传送给图像分析器(9)。 
一实施例之中:所述的第一预订角度为10°。 
一实施例之中:所述的第二预订角度为20°。 
一实施例之中,通过电机带动所要转动的光楔转动。 
以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。 

Claims (6)

1.一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,其特征在于:包括:
步骤1,激光器(1)发射的激光束通过反射镜(2),接着激光束通过角度偏转光楔组(3,4),激光束角度发生偏转后,射入位移旋转光楔组(5,6),然后激光束通过聚焦镜(7)汇聚在光学传感器(8)上以能生成图像信息,再将图像信息传送给图像分析器(9)中,利用图像分析器(9)对汇聚后的激光束尺寸进行测量分析;
步骤2,位移旋转光楔组(5,6)的第三光楔(5)和第四光楔(6)靠接在一起使二者沿光轴间距为零;绕角度偏转光楔组(3,4)的中心线X旋转角度偏转光楔组(3,4)一周,并在图像分析器(9)上记录所画圆环的轨迹直径;
步骤3,每次改变第一光楔(3)第一预订角度,接着绕中心线X旋转角度偏转光楔组(3,4)一周,每改变一次第一预订角度,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;找到最小圆轨迹,并纪录此对应第一光楔(3)所处角度D值;
步骤4,旋转第二光楔(4)180°,使第一光楔(3)和第二光楔(4)处于背靠背状态,将角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)固定在一起,绕中心线X同步旋转一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;每次改变位移旋转光楔组(5,6)第二预订角度,再次绕中心线X同步旋转角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径;找到最小圆轨迹,纪录此对应的D值,第二光楔(4)所处角度X值,位移旋转光楔组(5,6)所处角度C值;
步骤5,旋转第一光楔(3)180°,以D值每次增加第三预订角度,X值相应减少第四预订角度的变量微调D值和X值,同步旋转角度偏转光楔组(3,4)和位移旋转光楔组(5,6)一周,记录图像分析器(9)上的轨迹直径,找出最大圆轨迹,将第一光楔(3)180°旋转180°,纪录此时D值、X值和C值,它们的相位关系就是四光楔光束扫描装置的初始相位。
2.根据权利要求1所述的一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,其特征在于:所述的激光器(1)发射的激光束水平通过45°反射镜(2)。
3.根据权利要求1所述的一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,其特征在于:所述的光学传感器(8)的图像信息通过USB数据线传送给图像分析器(9)。
4.根据权利要求1所述的一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,其特征在于:所述的第一预订角度为10°。
5.根据权利要求1所述的一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,其特征在于:所述的第二预订角度为20°。
6.根据权利要求1所述的一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法,其特征在于:所述的第三预订角度值为0.5°,第四预订角度值为0.5°。
CN201410490762.4A 2014-09-23 2014-09-23 一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法 Active CN104400222B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410490762.4A CN104400222B (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410490762.4A CN104400222B (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104400222A true CN104400222A (zh) 2015-03-11
CN104400222B CN104400222B (zh) 2016-06-22

Family

ID=52637921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410490762.4A Active CN104400222B (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104400222B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107262943A (zh) * 2017-08-10 2017-10-20 温州大学 超快激光加工微细倒锥孔的装置及其方法
CN107402415A (zh) * 2016-05-20 2017-11-28 福州高意光学有限公司 一种复合光学楔角片及其制作方法
CN108067730A (zh) * 2018-01-08 2018-05-25 西安中科微精光子制造科技有限公司 用于激光微孔加工的棱镜式光束扫描装置、***及光束扫描方法
CN110405368A (zh) * 2019-08-30 2019-11-05 温州大学 一种飞秒激光加工锥度可控的打孔装置及其打孔工艺
CN111299859A (zh) * 2020-03-12 2020-06-19 中国航空制造技术研究院 一种超快激光无锥度切割***及切割方法
CN112008238A (zh) * 2020-07-22 2020-12-01 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光螺旋扫描加工头的初始相位标定方法
CN114985906A (zh) * 2022-06-29 2022-09-02 西安尚泰光电科技有限责任公司 一种基于旋转三光楔的激光扫描光学***及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090045176A1 (en) * 2005-06-28 2009-02-19 Welf Wawers Device for drilling and for removing material using a laser beam
US20090289042A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Canon Kabushiki Kaisha Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method
JP2011167704A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Hrd Kk ビームローテータ
CN103028843A (zh) * 2012-12-26 2013-04-10 中科中涵激光设备(福建)股份有限公司 一种激光打孔光学元件的驱动电机控制***及控制方法
CN103056519A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 中科中涵激光设备(福建)股份有限公司 一种锥度可控的激光微孔加工光束扫描装置及其控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090045176A1 (en) * 2005-06-28 2009-02-19 Welf Wawers Device for drilling and for removing material using a laser beam
US20090289042A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Canon Kabushiki Kaisha Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method
JP2011167704A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Hrd Kk ビームローテータ
CN103028843A (zh) * 2012-12-26 2013-04-10 中科中涵激光设备(福建)股份有限公司 一种激光打孔光学元件的驱动电机控制***及控制方法
CN103056519A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 中科中涵激光设备(福建)股份有限公司 一种锥度可控的激光微孔加工光束扫描装置及其控制方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107402415A (zh) * 2016-05-20 2017-11-28 福州高意光学有限公司 一种复合光学楔角片及其制作方法
CN107262943A (zh) * 2017-08-10 2017-10-20 温州大学 超快激光加工微细倒锥孔的装置及其方法
CN108067730A (zh) * 2018-01-08 2018-05-25 西安中科微精光子制造科技有限公司 用于激光微孔加工的棱镜式光束扫描装置、***及光束扫描方法
CN110405368A (zh) * 2019-08-30 2019-11-05 温州大学 一种飞秒激光加工锥度可控的打孔装置及其打孔工艺
CN111299859A (zh) * 2020-03-12 2020-06-19 中国航空制造技术研究院 一种超快激光无锥度切割***及切割方法
CN112008238A (zh) * 2020-07-22 2020-12-01 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光螺旋扫描加工头的初始相位标定方法
CN112008238B (zh) * 2020-07-22 2021-06-22 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光螺旋扫描加工头的初始相位标定方法
CN114985906A (zh) * 2022-06-29 2022-09-02 西安尚泰光电科技有限责任公司 一种基于旋转三光楔的激光扫描光学***及方法
CN114985906B (zh) * 2022-06-29 2024-05-10 西安尚泰光电科技有限责任公司 一种基于旋转三光楔的激光扫描光学***及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104400222B (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104400222A (zh) 一种四光楔光束扫描装置的初始相位调整方法
CN1677237B (zh) 图形曝光方法以及图形曝光装置
CN102323656B (zh) 基于双轴柔性铰链的高频响二维微角摆控制反射镜
CN103056519B (zh) 一种锥度可控的激光微孔加工光束扫描装置及其控制方法
CN102455507B (zh) 用于光源单元的调整装置和用于光源单元的调整方法
KR950004882B1 (ko) 광섬유 결선용 광커넥터의 저접속 손실을 위한 조립시스템의 회전 및 정렬장치
CN103203552B (zh) 一种大幅面微孔高速钻孔***
CN104959730A (zh) 旋转台式飞秒激光直写方法及装置
CN103620506A (zh) 光学扫描装置、***和方法
CN103064195B (zh) 一种非共轴光学***的装调方法
CN101908816A (zh) 弯曲制动器
CN102354051B (zh) 基于反射镜平动的超高频响高灵敏度光束偏转控制装置
CN103028843B (zh) 一种激光打孔光学元件的驱动电机控制***及控制方法
WO2023143078A1 (zh) 激光雷达及终端设备
CN109738996A (zh) 自动光纤耦合装置
CN202062087U (zh) 一种实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的***
CN103090966B (zh) 一种采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量***
CN107272125A (zh) 一种基于磁连接的光路精密对准的光学机械调整装置
CN108663817B (zh) 能够改变光束的传播方向的光学装置和包括该装置的***
CN110076451A (zh) 激光加工装置及激光焦距补偿方法
JP4019000B2 (ja) ミラー位置調整方法
CN103809288B (zh) 激光扫描方法、装置及成像设备
CN109871035A (zh) 一种光束指向的精确控制方法
CN109975976A (zh) 光学扫描单元及电子照相成像装置
CN102540397A (zh) 一种实现道威棱镜反射面轴线与旋转轴平行的方法及***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
PP01 Preservation of patent right
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20170911

Granted publication date: 20160622

PD01 Discharge of preservation of patent
PD01 Discharge of preservation of patent

Date of cancellation: 20230911

Granted publication date: 20160622

PP01 Preservation of patent right
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20231102

Granted publication date: 20160622