CN106735924B - 一种基于超快光纤激光器的超快打标机 - Google Patents

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Abstract

一种基于超快光纤激光器的超快打标机。其包括超快光纤激光器、扩束镜、x‑轴振镜、x‑轴磁悬电机、x‑轴折叠镜、y‑轴振镜、y‑轴磁悬电机、y‑轴折叠镜、场镜、工件台、x‑轴驱动器、计算机、y‑轴驱动器。本发明提供的基于超快光纤激光器的超快打标机采用高平均功率高重复频率超快光纤激光器作为激光光源。激光器平均功率高达百瓦量级，重复频率高达吉赫兹。此超快打标机采用的扫描振镜为加入折叠镜的超高速振镜，可以实现超高扫描速度。

Description

一种基于超快光纤激光器的超快打标机
技术领域
本发明属于激光应用技术领域，特别是涉及一种基于超快光纤激光器的超快打标机。
背景技术
近年来，超快皮秒打标机被广泛应用于透明材料、超薄金属材料、不耐热非金属材料等特殊材质的精细打标。传统的超快皮秒打标机所采用的超快激光器的重复频率一般为百kHz-几MHz，当配合超快扫描振镜打标时，如果打标速度过快会因激光能量跟不上而导致漏标记的情况。采用高功率高重频激光器可以解决高速打标时出现漏标记的问题。另外，扫描振镜通过振镜角度摆动来控制激光的扫描路径，因此激光扫描长度与激光传输距离成正比。普通的扫描振镜受振镜尺度的影响激光传输距离有限，振镜转过一定角度时，激光扫描长度有限。通过采用折叠镜可以增加激光的传输距离，从而提高振镜转过单位角度时激光的扫描距离，达到提高振镜扫描速度的效果。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于超快光纤激光器的超快打标机。
为了达到上述目的，本发明提供的基于超快光纤激光器的超快打标机包括：基于超快光纤激光器的超快打标机包括：
超快光纤激光器、扩束镜、x-轴振镜、x-轴磁悬电机、x-轴折叠镜、y-轴振镜、y-轴磁悬电机、y-轴折叠镜、场镜、工件台、x-轴驱动器、计算机、y-轴驱动器；其中：
所述的超快光纤激光器、扩束镜和x-轴振镜沿横向间隔设置；x-轴磁悬电机、x-轴振镜、x-轴折叠镜、y-轴振镜、y-轴折叠镜、场镜和工件台从上至下间隔设置；计算机通过x-轴驱动器与x-轴磁悬电机电连接，由x-轴磁悬电机带动x-轴振镜实现x-轴方向位移，从而实现激光束的x-轴方向扫描；计算机通过y-轴驱动器与y-轴磁悬电机电连接，由y-轴磁悬电机带动y-轴振镜实现y-轴方向位移，从而实现激光束的y-轴方向扫描。
所述的超快光纤激光器的重复频率为吉赫兹量级，平均功率为百瓦级皮秒。
所述的超快光纤激光器为中心波长1030nm-1080nm，重复频率1-5 GHz，平均功率100-500瓦的超快光纤激光器。
所述的超快光纤激光器的中心波长为1540 nm-1600 nm，重复频率为1-5 GHz，平均功率为100-200瓦的超快光纤激光器。
所述的超快光纤激光器的超快光纤激光器1中心波长为1850 nm-2100 nm，重复频率为1-5 GHz，平均功率为100-200瓦的超快光纤激光器。
所述的x-轴折叠镜和y-轴折叠镜结构相同，均由第一反射镜和第二反射镜构成。
本发明提供的基于超快光纤激光器的超快打标机采用高平均功率高重复频率超快光纤激光器作为激光光源。激光器平均功率高达百瓦量级，重复频率高达吉赫兹。此超快打标机采用的扫描振镜为加入折叠镜的超高速振镜，可以实现超高扫描速度。
附图说明
图1为本发明提供的基于超快光纤激光器的超快打标机的结构示意图。
图2为光路折叠镜组示意图。
图中标记：超快光纤激光器1、扩束镜2、x-轴振镜3、x-轴磁悬电机4、x-轴折叠镜5、y-轴振镜6、y-轴磁悬电机7、y-轴折叠镜8、场镜9、工件台10、x-轴驱动器11、、y-轴驱动器12、计算机13、第一反射镜14和第二反射镜15。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于超快光纤激光器的超快打标机进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的基于超快光纤激光器的超快打标机包括：
超快光纤激光器1、扩束镜2、x-轴振镜3、x-轴磁悬电机4、x-轴折叠镜5、y-轴振镜6、y-轴磁悬电机7、y-轴折叠镜8、场镜9、工件台10、x-轴驱动器11、计算机12、y-轴驱动器13；其中：
所述的超快光纤激光器1、扩束镜2和x-轴振镜3沿横向间隔设置；x-轴磁悬电机4、x-轴振镜3、x-轴折叠镜5、y-轴振镜6、y-轴折叠镜8、场镜9和工件台10从上至下间隔设置；计算机12通过x-轴驱动器11与x-轴磁悬电机4电连接，由x-轴磁悬电机4带动x-轴振镜3实现x-轴方向位移，从而实现激光束的x-轴方向扫描；计算机12通过y-轴驱动器13与y-轴磁悬电机7电连接，由y-轴磁悬电机7带动y-轴振镜6实现y-轴方向位移，从而实现激光束的y-轴方向扫描。
所述的超快光纤激光器1的重复频率为吉赫兹量级，平均功率为百瓦级皮秒。
所述的超快光纤激光器1为中心波长1030nm-1080nm，重复频率1-5 GHz，平均功率100-500瓦的超快光纤激光器。
所述的超快光纤激光器1的中心波长为1540 nm-1600 nm，重复频率为1-5 GHz，平均功率为100-200瓦的超快光纤激光器。
所述的超快光纤激光器1的超快光纤激光器1中心波长为1850 nm-2100 nm，重复频率为1-5 GHz，平均功率为100-200瓦的超快光纤激光器。
如图2所示，所述的x-轴折叠镜5和y-轴折叠镜8结构相同，均由第一反射镜14和第二反射镜15构成，用以提高两个方向上的扫描速度；x-轴折叠镜5和y-轴折叠镜8采用多次反射原理，将x-轴和y-轴激光光程提高。所述的折叠镜具体结构如下：第一反射镜14和第二反射镜15的直径为40mm，间距为200mm。当激光入射角为10°时，在折叠镜组中反射12次。通过光路的折叠，x-轴和y-轴激光光程增加了约2400mm。当激光束沿x轴及y轴扫描长度为100mm，原激光光程约500mm，x轴及y轴完成扫描长度需要摆动的角度为11.5°。增加折叠镜后，x轴及y轴完成扫描长度需要摆动的角度降为1.98°，在磁悬电机转动速度相同的情况下，因转动角度变小，从而可实现扫描速度提升。
本发明提供的基于超快光纤激光器的超快打标机的工作过程如下：先将待打标的工件放置在工件台10表面上场镜9的下方，然后由超快光纤激光器1发射超快激光束，为了防止超快激光束由于能量过高而损坏振镜，超快激光束首先经扩束镜2进行扩束，随后，到达x-轴振镜3，在计算机12的控制下，x-轴振镜3在x-轴磁悬电机4的驱动下可控制超快激光束沿x轴扫描，x-轴折叠镜5的加入可以提高x轴激光扫描速度，经过x-轴折叠镜5后超快激光束到达y-轴振镜6，在计算机12的控制下，y-轴振镜6在y-轴磁悬电机7的驱动下可控制超快激光束沿y轴扫描，y-轴折叠镜8的加入可以提高y轴激光扫描速度，最后超快激光束经场镜9聚焦至工件台10上的工件表面而进行打标。

Claims (6)

1.一种基于超快光纤激光器的超快打标机，其特征在于：所述的基于超快光纤激光器的超快打标机包括：
超快光纤激光器（1）、扩束镜（2）、x-轴振镜（3）、x-轴磁悬电机（4）、x-轴折叠镜（5）、y-轴振镜（6）、y-轴磁悬电机（7）、y-轴折叠镜（8）、场镜（9）、工件台（10）、x-轴驱动器（11）、计算机（12）、y-轴驱动器（13）；其中：
所述的超快光纤激光器（1）、扩束镜（2）和x-轴振镜（3）沿横向间隔设置；x-轴磁悬电机（4）、x-轴振镜（3）、x-轴折叠镜（5）、y-轴振镜（6）、y-轴折叠镜（8）、场镜（9）和工件台（10）从上至下间隔设置；计算机（12）通过x-轴驱动器（11）与x-轴磁悬电机（4）电连接，由x-轴磁悬电机（4）带动x-轴振镜（3）实现x-轴方向位移，从而实现激光束的x-轴方向扫描；计算机（12）通过y-轴驱动器（13）与y-轴磁悬电机（7）电连接，由y-轴磁悬电机（7）带动y-轴振镜（6）实现y-轴方向位移，从而实现激光束的y-轴方向扫描。
2.根据权利要求1所述的基于超快光纤激光器的超快打标机，其特征在于：所述的超快光纤激光器（1）的重复频率为吉赫兹量级，平均功率为百瓦级皮秒。
3.根据权利要求1所述的基于超快光纤激光器的超快打标机，其特征在于：所述的超快光纤激光器（1）为中心波长1030nm-1080nm，重复频率1-5 GHz，平均功率100-500瓦的超快光纤激光器。
4.根据权利要求1所述的基于超快光纤激光器的超快打标机，其特征在于：所述的超快光纤激光器（1）的中心波长为1540 nm-1600 nm，重复频率为1-5 GHz，平均功率为100-200瓦的超快光纤激光器。
5.根据权利要求1所述的基于超快光纤激光器的超快打标机，其特征在于：所述的超快光纤激光器（1）的中心波长为1850 nm-2100 nm，重复频率为1-5 GHz，平均功率为100-200瓦的超快光纤激光器。
6.根据权利要求1所述的基于超快光纤激光器的超快打标机，其特征在于：所述的x-轴折叠镜（5）和y-轴折叠镜（8）结构相同，均由第一反射镜（14）和第二反射镜（15）构成。
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