CN106378532A - 在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置 - Google Patents

在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106378532A
CN106378532A CN201610784953.0A CN201610784953A CN106378532A CN 106378532 A CN106378532 A CN 106378532A CN 201610784953 A CN201610784953 A CN 201610784953A CN 106378532 A CN106378532 A CN 106378532A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sapphire
laser
glass
dimensional code
lens
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.)
Pending
Application number
CN201610784953.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王建刚
刘勇
余坤
程英
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.)
Wuhan Huagong Laser Engineering Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Huagong Laser Engineering Co 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 Wuhan Huagong Laser Engineering Co Ltd filed Critical Wuhan Huagong Laser Engineering Co Ltd
Priority to CN201610784953.0A priority Critical patent/CN106378532A/zh
Publication of CN106378532A publication Critical patent/CN106378532A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/361—Removing material for deburring or mechanical trimming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，包括超快激光器、扩束镜、扫描振镜，光束聚焦透镜和控制***，所述超快激光器发出的激光束依次经过扩束镜、扫描振镜和光束聚焦透镜，所述扩束镜将超快激光器发出的激光束发变成平行光，所述平行光通过扫描振镜来改变光的轨迹，最后经过光束聚焦透镜成像于需标识的玻璃和蓝宝石内部，所述控制***分别与超快激光器和扫描振镜电性连接，控制***通过电信号实现对超快激光器的能量和扫描振镜偏转轨迹的控制。本发明利用超快激光可以实现更小尺寸的二维码加工，同时不会对玻璃和蓝宝石的外观和原有强度造成影响。

Description

在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置
技术领域
本发明属于激光加工技术领域，具体涉及一种在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置。
背景技术
物品二维码追溯技术是一种将信息以二维码的形式直接赋予在物品上，用于物品信息的追溯管理。近年来随着二维码本身和识读技术以及激光技术的发展，由激光精细标记技术生成的二维码作为物品本体标识的主要信息载体获得了越来越多的认可，在汽车、航空航天、电子、医药及军工等领域具有广泛的应用前景，是直接物标溯源技术未来重要的发展趋势。激光二维码本体标识与传统的激光打标有本质区别，后者仅仅是肉眼看到得一个标记或序列号，而激光二维码标识则包含了丰富的物品信息，是一个规范的数据文件。与传统的条形码、二维码印刷标签不同，激光生成的二维码标识可以确保物品标识在产品制造、流通和使用的整个生命周期完好无损，可由读码器或移动终端直接智能读取二维码标识(数据文件)信息，每一个被标识物身份具有唯一性，从而为产品的制造过程管理、溯源、防伪、监管标识提供有效快捷的标识手段。
在3C制造领域，玻璃和蓝宝石通常作为电子产品的保护盖板，生产过程中一般采用会印刷，贴标签，在油墨玻璃上刻蚀二维码。这种方式会破坏产品的表面和外观，而且在流通过程中可能会被人为的原因造成无法识别，从而失去作用。
现有的激光在玻璃标记二维码时，一般采用纳秒绿光进行标记，以内雕的方式将二维码标记在材料内部。相比于超快光源，因为激光峰值的差异，在材料内部会产生***无法生成微型尺寸二维码。同时纳秒光源加工后对玻璃的整体强度也会有一定影响。
发明内容
本发明针对在玻璃和蓝宝石内部加工二维码容易***，采用纳秒光源加工后对玻璃和蓝宝石的外观和原有强度造成影响等技术问题提供了一种利用超快激光在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置。
为解决上述问题本发明所采用的技术方案为：
一种在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，包括超快激光器、扩束镜、扫描振镜，光束聚焦透镜和控制***，所述超快激光器发出的激光束依次经过扩束镜、扫描振镜和光束聚焦透镜，所述扩束镜将超快激光器发出的激光束发变成平行光，所述平行光通过扫描振镜来改变光的轨迹，最后经过光束聚焦透镜成像于需标识的玻璃和蓝宝石内部，所述控制***分别与超快激光器和扫描振镜电性连接，控制***通过电信号实现对超快激光器的能量和扫描振镜偏转轨迹的控制。
作为优选，所述超快激光器的脉冲宽度小于15ps，所述重复频率大于5kHz。
作为优选，所述扩束镜包括短焦距凹透镜和长焦距凸透镜，所述长焦距凸透镜放置在短焦距凹透镜的后面。
作为优选，所述短焦距凹透镜与所述长焦距凸透镜为共焦放置，且其焦距之比为扩束***的扩束倍数。
作为优选，所述扫描振镜包括两个伺服电机马达和相应驱动板，通过控制***实现其对激光轨迹的控制。
作为优选，所述光束聚焦透镜包括一短焦距凸透镜和一长焦距凹透镜，所述长焦距凸透镜放置在短焦距凹透镜的后面。
作为优选，所述短焦距凸透镜与所述长焦距凹透镜是共焦放置，且其焦距之比为聚焦透镜缩小的倍数。
作为优选，所述光束聚焦透镜为F-theta透镜，激光束通过其聚焦到玻璃和蓝宝石内部。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明采用超快激光器相比于纳秒激光器，超快激光器拥有更小的脉冲宽度(1ns＝1000ps，1ps＝1000fs)和更高的峰值功率(峰值功率＝能量/脉冲宽度)，对玻璃和蓝宝石内部的损伤更小，在进行二维码生成的过程中不容易在玻璃和蓝宝石内部***，可以实现更小尺寸的二维码加工，同时不会对玻璃和蓝宝石的外观和原有强度造成影响。
2、本发明通过将扩束镜设置在扫描振镜的前部使得二维码的生成采用点阵方式，生成的二维码尺寸不超过1mm，而现有的激光对玻璃和蓝宝石标记二维码时，一般采用纳秒绿光进行标记，以内雕的方式将二维码标记在材料内部，采用内雕方式，因为激光峰值的差异，在材料内部会产生***从而无法生成微型尺寸二维码。
附图说明
图1为本发明实施例提供的在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置的结构图；
图中所示：1、超快激光器，2、扩束镜，3、扫描振镜，4、光束聚焦透镜，5、控制***。
具体实施方式
为了使发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例提供一种在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，包括超快激光器1、扩束镜2、扫描振镜3，光束聚焦透镜4和控制***5，所述超快激光器1发出的激光束依次经过扩束镜2、扫描振镜3和光束聚焦透镜4，所述扩束镜2将超快激光器1发出的激光束发变成平行光，所述平行光通过扫描振镜3来改变光的轨迹，最后经过光束聚焦透镜4成像于需标识的玻璃和蓝宝石内部，所述控制***5分别与超快激光器1和扫描振镜3电性连接，控制***5通过电信号实现对超快激光器1的能量和扫描振镜3偏转轨迹的控制完成二维码的加工。所述控制***5主要包括USB控制卡和PC机。
所述USB控制卡是一种采用USB总线，连接PC机专门用于对激光的输出状态、能量和轨迹进行控制的板卡，它与PC机成主从式控制结构：PC机负责人机界面的管理和其它管理工作(如键盘和鼠标的输入、图形显示、网络通讯等)，而USB控制卡负责运动控制方面的所有细节(如脉冲输出、直线圆弧插补、激光轨迹监测等)。通过软件将二维码信息以点阵的方式生成，通过USB卡控制扫描振镜3，进而控制激光轨迹在玻璃和蓝宝石内部完成二维码的加工。所述超快激光器1采用激光光脉冲宽度在皮秒或者飞秒量级的工业化激光器。
本作为本实施例的优选结构，采用超快激光器1其优势在于脉冲宽度小，峰值高，在玻璃和蓝宝石内不会形成大的***，有利于加工更小尺寸的二维码，本实施例中所述超快激光器的脉冲宽度小于15ps，所述重复频率大于5kHz。
作为本实施例的优选结构，所述扩束镜2包括短焦距凹透镜和长焦距凸透镜，所述长焦距凸透镜放置在短焦距凹透镜的后面，焦距短的凹透镜放置在离激光器近的光路上，焦距长的凸透镜在离激光器远的光路上。根据设计功能，扩束***中的两块透镜应该共焦放置，长焦距和短焦距之比，及时激光束放大的比例，保持两透镜之间的距离不变，可以保证激光束通过扩束***后为平行光。
所述扫描振镜3包括两个伺服电机马达和相应驱动板，通过控制***5实现其对激光轨迹的控制，经过扩束镜2后光斑扩大，通过扫描振镜内的伺服电机X，Y进行传输到透镜聚焦，上下调整蓝宝石的高度，使激光聚焦后的焦点位置在蓝宝石内部进行二维码的加工。
作为本实施例的优选结构，所述光束聚焦透镜4包括一短焦距凸透镜和一长焦距凹透镜，所述长焦距凸透镜放置在短焦距凹透镜的后面，所述短焦距凸透镜与所述长焦距凹透镜是共焦放置，且其焦距之比为聚焦透镜缩小的倍数。激光束经过光束聚焦透镜4激光束大小缩小为***所需的尺寸后面的光学元件相匹配。所述光束聚焦透镜4为F-theta透镜，激光束通过其聚焦到玻璃和蓝宝石内部。激光束通过该透镜，在整个聚焦平面内可形成微米级大小的聚焦光斑，使整个像面上像质一致，且像差小，无渐晕存在，提高了标识的一致性。
本实发明采用点阵的方式加工不超过1x1mm大小二维码，能够将二维码隐藏于蓝宝石内，不会对蓝宝石外观和本身强度造成影响，适合广泛运用于电子产品保护盖板的追溯。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，其特征在于：包括超快激光器、扩束镜、扫描振镜，光束聚焦透镜和控制***，所述超快激光器发出的激光束依次经过扩束镜、扫描振镜和光束聚焦透镜，所述扩束镜将超快激光器发出的激光束发变成平行光，所述平行光通过扫描振镜来改变光的轨迹，最后经过光束聚焦透镜成像于需标识的玻璃和蓝宝石内部，所述控制***分别与超快激光器和扫描振镜电性连接，控制***通过电信号实现对超快激光器的能量和扫描振镜偏转轨迹的控制。
2.根据权利要求1所述的在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，其特征在于：所述超快激光器的脉冲宽度小于15ps，所述重复频率大于5kHz。
3.根据权利要求1所述利用超快激光在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，其特征在于：所述扩束镜包括短焦距凹透镜和长焦距凸透镜，所述长焦距凸透镜放置在短焦距凹透镜的后面。
4.根据权利要求3所述的在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，其特征在于：所述短焦距凹透镜与所述长焦距凸透镜为共焦放置，且其焦距之比为扩束***的扩束倍数。
5.根据权利要求1所述的在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，其特征在于：所述扫描振镜包括两个伺服电机马达和相应驱动板，通过控制***实现其对激光轨迹的控制。
6.根据权利要求1所述的在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，其特征在于：所述光束聚焦透镜包括一短焦距凸透镜和一长焦距凹透镜，所述长焦距凸透镜放置在短焦距凹透镜的后面。
7.根据权利要求6所述的在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，其特征在于：所述短焦距凸透镜与所述长焦距凹透镜是共焦放置，且其焦距之比为聚焦透镜缩小的倍数。
8.根据权利要求1至7任一项所述的在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置，其特征在于：所述光束聚焦透镜为F-theta透镜，激光束通过其聚焦到玻璃和蓝宝石内部。
CN201610784953.0A 2016-08-31 2016-08-31 在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置 Pending CN106378532A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610784953.0A CN106378532A (zh) 2016-08-31 2016-08-31 在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610784953.0A CN106378532A (zh) 2016-08-31 2016-08-31 在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106378532A true CN106378532A (zh) 2017-02-08

Family

ID=57939530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610784953.0A Pending CN106378532A (zh) 2016-08-31 2016-08-31 在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106378532A (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107081970A (zh) * 2017-05-16 2017-08-22 大族激光科技产业集团股份有限公司 利用激光在金属材料表面标记隐形二维码的方法及设备
CN108465939A (zh) * 2018-02-09 2018-08-31 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 激光蚀刻装置及其激光蚀刻方法
CN110018565A (zh) * 2019-03-19 2019-07-16 北京工业大学 一种提高超快激光光束聚焦能力的方法和装置
CN110202279A (zh) * 2019-07-16 2019-09-06 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种玻璃基板的防伪加工方法及***
CN110727042A (zh) * 2019-09-30 2020-01-24 江苏大学 一种超快激光直写制备光栅的装置及方法
CN110756998A (zh) * 2019-09-25 2020-02-07 大族激光科技产业集团股份有限公司 在产品表面激光标记的方法
CN111716025A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 柯马杜股份有限公司 用于为蓝宝石表镜加标记的方法
CN112025087A (zh) * 2020-07-31 2020-12-04 武汉华工激光工程有限责任公司 一种蓝宝石激光标刻工艺方法
CN112692435A (zh) * 2019-10-23 2021-04-23 大族激光科技产业集团股份有限公司 基于超快激光的磨砂玻璃内微型二维码内雕方法及***
CN113548812A (zh) * 2021-06-01 2021-10-26 北海市龙浩光电科技有限公司 一种玻璃盖板的追溯方法
CN113977093A (zh) * 2021-10-15 2022-01-28 江苏华工激光科技有限公司 一种基于超快激光在钢化玻璃表面赋黑色码和白色码的方法
WO2022141808A1 (zh) * 2020-12-31 2022-07-07 武汉华工激光工程有限责任公司 一种在透明材料内部加工和读取二维码的方法及***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001080297A (ja) * 1999-09-17 2001-03-27 Kazuo Sato 透明体の文字図形作成方法
WO2001037266A1 (en) * 1999-11-17 2001-05-25 The Research Foundation Of State University Of New York Three dimensional data storage device and method for reading
CN103448377A (zh) * 2013-08-14 2013-12-18 上海市激光技术研究所 一种透明体内部二维码生成装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001080297A (ja) * 1999-09-17 2001-03-27 Kazuo Sato 透明体の文字図形作成方法
WO2001037266A1 (en) * 1999-11-17 2001-05-25 The Research Foundation Of State University Of New York Three dimensional data storage device and method for reading
CN103448377A (zh) * 2013-08-14 2013-12-18 上海市激光技术研究所 一种透明体内部二维码生成装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
潘涌等: "短脉冲激光精密刻蚀光盘母盘技术研究", 《应用激光》 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107081970B (zh) * 2017-05-16 2019-09-20 大族激光科技产业集团股份有限公司 利用激光在金属材料表面标记隐形二维码的方法及设备
CN107081970A (zh) * 2017-05-16 2017-08-22 大族激光科技产业集团股份有限公司 利用激光在金属材料表面标记隐形二维码的方法及设备
CN108465939B (zh) * 2018-02-09 2020-10-27 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 激光蚀刻装置及其激光蚀刻方法
CN108465939A (zh) * 2018-02-09 2018-08-31 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 激光蚀刻装置及其激光蚀刻方法
CN110018565A (zh) * 2019-03-19 2019-07-16 北京工业大学 一种提高超快激光光束聚焦能力的方法和装置
US11320790B2 (en) 2019-03-19 2022-05-03 Comadur Sa Method for marking a sapphire watch crystal
CN111716025A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 柯马杜股份有限公司 用于为蓝宝石表镜加标记的方法
CN110202279A (zh) * 2019-07-16 2019-09-06 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种玻璃基板的防伪加工方法及***
CN110756998A (zh) * 2019-09-25 2020-02-07 大族激光科技产业集团股份有限公司 在产品表面激光标记的方法
CN110727042A (zh) * 2019-09-30 2020-01-24 江苏大学 一种超快激光直写制备光栅的装置及方法
CN112692435A (zh) * 2019-10-23 2021-04-23 大族激光科技产业集团股份有限公司 基于超快激光的磨砂玻璃内微型二维码内雕方法及***
CN112025087A (zh) * 2020-07-31 2020-12-04 武汉华工激光工程有限责任公司 一种蓝宝石激光标刻工艺方法
WO2022141808A1 (zh) * 2020-12-31 2022-07-07 武汉华工激光工程有限责任公司 一种在透明材料内部加工和读取二维码的方法及***
CN113548812A (zh) * 2021-06-01 2021-10-26 北海市龙浩光电科技有限公司 一种玻璃盖板的追溯方法
CN113977093A (zh) * 2021-10-15 2022-01-28 江苏华工激光科技有限公司 一种基于超快激光在钢化玻璃表面赋黑色码和白色码的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106378532A (zh) 在玻璃和蓝宝石内部生成微型二维码的装置
CN101678502B (zh) 把结构结合到透明工件表面的方法
CN102079176A (zh) 一种激光打标机
CN107081970B (zh) 利用激光在金属材料表面标记隐形二维码的方法及设备
CN101168217A (zh) 激光列阵微孔成型装置与方法
CN110626086B (zh) 一种玻璃激光内雕微型二维码的方法
CN101564947B (zh) 一种在塑料上的激光标记方法
CN107876968A (zh) 一种用于平行加工的激光加工设备
CN103448377A (zh) 一种透明体内部二维码生成装置
CN101323053A (zh) 飞秒激光微球打孔方法和装置
CN107336440A (zh) 一种具有矫形功能的激光3d打印方法及其***
CN103495805A (zh) 激光打点装置
CN109366015A (zh) 带内同轴定位的切割装置
CN103056527A (zh) 用于tol、ogs触控上导电膜层激光刻蚀的装置及其方法
CN207873385U (zh) 一种用于平行加工的激光加工设备
CN202498831U (zh) 激光打标机
CN104118220A (zh) 一种基于液晶空间光调制器的激光标识二维码方法及装置
CN110756998A (zh) 在产品表面激光标记的方法
EP0950973A2 (en) Laser Marking System
CN207534172U (zh) 一种光纤激光打标机
CN1189838C (zh) 在数据载体,尤其是塑料卡上产生缩微文字的方法
CN209206724U (zh) 一种多头激光打标设备
CN208289245U (zh) 一种co2激光钻孔装置
CN110202279A (zh) 一种玻璃基板的防伪加工方法及***
CN105149792A (zh) 一种三维激光雕刻机的控制***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170208

RJ01 Rejection of invention patent application after publication