CN112171065A - 激光抛光***和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于激光抛光的技术领域，提供了一种激光抛光***和方法，该***包括：激光偏振固定模块、时域整形模块、光场调控模块和控制装置；所述激光偏振固定模块将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的激光光束；所述控制装置控制所述时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束；所述光场调控模块将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并将所述光场照射至待抛光物体的表面。本申请实施例解决激光抛光效率低以及抛光质量差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光抛光的技术领域，尤其涉及一种激光抛光***和方法。
背景技术
在制造业领域，抛光是对工件极为重要的表面修饰工序。激光抛光的原理为表层材料在激光的作用下发生蒸发和熔化，熔化的材料经表面张力和重力的作用下发生流动，原粗糙表面的凹陷部分被填补，熔化的表层材料冷却凝固后形成理想的光滑表面。激光抛光有着易于实现在复杂几何轮廓表面抛光的优势，同时抛光表面不引入化学污染，抛光过程无废料产生，能够实现绿色制造。目前采用热效应极小的飞秒激光对材料进行抛光，飞秒激光脉冲持续时间极短，可以避免亚表面热损伤，是一种有效的“冷加工”抛光方法。
但飞秒激光抛光主要存在两方面问题：一是抛光效率较低，因受高斯型光场分布的限制，无法实现高效扫描抛光；此外，超快激光诱导表面周期性微纳结构(Laser InducedPeriodic Surface Structures)的生成会增大表面粗糙度，降低抛光表面质量。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种激光抛光***和方法，以解决激光的抛光效率低以及抛光质量差的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种激光抛光***，包括：激光偏振固定模块、时域整形模块、光场调控模块和控制装置；
所述激光偏振固定模块将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的激光光束；
所述控制装置控制所述时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束；
所述光场调控模块将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并将所述光场照射至待抛光物体的表面。
在一个实施示例中，所述时域整形模块包括第一分束装置、第二分束装置、第一衰减装置、第二衰减装置和设有反射镜组的位移台；
所述第一分束装置将所述激光光束分束为参考光和延时光，所述参考光的出射方向为所述第一衰减装置的输入方向，所述延时光的出射方向与所述反射镜组的反射平面相交；
所述第一衰减装置对所述参考光进行能量衰减，并且将进行能量衰减后的参考光入射至所述第二分束装置；
所述反射镜组将所述延时光反射至所述第二分束装置；
所述第二衰减装置设置在所述反射镜组将所述延时光反射至所述第二分束装置的光路中，对所述延时光进行能量衰减。
在一个实施示例中，所述控制装置控制所述时域整型模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束，包括：
所述控制装置根据所述预设延时控制所述位移台移动，改变所述延时光与所述参考光之间的光程差，以使所述延时光具有所述预设延时；
所述控制装置根据预设能量比控制所述第一衰减装置或第二衰减装置转动，以使进行能量衰减的参考光与经所述第二衰减装置进行能量衰减的延时光之间的能量比为所述预设能量比；
所述第二分束装置将入射的光束进行合束，得到所述双脉冲延时光束。
在一个实施示例中，所述第一分束装置和所述第二分束装置均为半波片；所述第一衰减装置和所述第二衰减装置均为中性密度衰减片；
所述反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜；经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射至所述第二分束装置的所述延时光与入射至所述第二分束装置的所述参考光产生干涉光栅。
在一个实施示例中，所述***还包括扩束准直模块；
所述扩束准直模块对所述时域整形模块输出的所述双脉冲延时光束进行扩束处理和光束准直调节，并将调整后的双脉冲延时光束入射至所述光场调控模块。
在一个实施示例中，所述扩束准直模块包括沿光路依次放置的第一透镜和第二透镜；
所述第一透镜对所述时域整形模块输出的所述双脉冲延时光束进行扩束处理，扩束处理后的光束入射至所述第二透镜；
所述第二透镜对扩束处理后的光束进行光束准直调节，并将调整后的双脉冲延时光束入射至所述光场调控模块；
所述第一透镜为凹透镜；所述第二透镜为凸透镜。
在一个实施示例中，所述***还包括用于放置所述待抛光物体的物品位移台和拍摄装置；
所述控制装置控制所述拍摄装置对所述待抛光物体的表面进行拍摄，得到表面图像；
所述控制装置根据所述表面图像控制所述物品位移台移动，以使所述光场对所述待抛光物体的表面进行扫描抛光。
在一个实施示例中，所述***还包括激光光源；所述控制装置控制所述激光光源发射激光。
在一个实施示例中，所述激光偏振固定模块包括沿光路依次放置的第一波片和偏振分束器；
激光光源发出的激光依次经过所述第一波片和所述偏振分束器被转换为偏振方向固定的激光光束；
所述第一波片为半波片；所述偏振分束器为格兰棱镜。
在一个实施示例中，所述光场调控模块包括沿光路依次放置的柱面平凸透镜和聚焦物镜；
所述柱面平凸透镜将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并通过所述聚焦物镜将所述光场照射至待抛光物体的表面。
本发明实施例的第二个方面提供了一种激光抛光方法，应用于第一方面的激光抛光***；
所述激光抛光方法包括由控制装置执行的以下操作：
根据所述预设延时控制所述位移台移动，改变所述延时光与所述参考光之间的光程差，以使所述延时光具有所述预设延时；
根据预设能量比控制所述第一衰减装置或所述第二衰减装置转动，以使进行能量衰减的参考光与经所述第二衰减装置进行能量衰减的延时光之间的能量比为所述预设能量比，以使第二分束装置将入射的光束进行合束得到所述双脉冲延时光束。
本发明实施例提供的一种激光抛光***和方法，所述激光偏振固定模块将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的激光光束；通过激光偏振固定模块将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的线偏振光。所述控制装置控制所述时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束；控制装置控制时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，改善了激光作用于待抛光物体后的表面质量；得到的具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束能够有效消除待抛光物体表面的超快激光诱导表面周期性微纳结构的生成，使得待抛光物体表面被双脉冲延时光束抛光后表面粗糙度降低，提高激光的物体抛光质量。所述光场调控模块将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并将所述光场照射至待抛光物体的表面。通过光场调控模块将双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，提高双脉冲延时光束的利用率，使得单次扫描能作用于更大的待抛光区域，从而提高激光的抛光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的激光抛光***的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的控制装置控制所述时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节的流程示意图；
图3是本发明实施例一提供的时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的控制装置的结构示意图；
附图标号为：10-激光偏振固定模块；20-时域整形模块；30-光场调控模块30；40-控制装置；50-激光光源；60-扩束准直模块；70-物品位移台；80-拍摄装置；11-第一波片；12-偏振分束器；13-挡块；21-第一分束装置；22-第二分束装置；23-第一衰减装置；24-第二衰减装置；25-反射镜组；26-位移台；251-第一反射镜；252-第二反射镜；31-柱面平凸透镜；32-聚焦物镜；61-第一透镜；62-第二透镜；81-二向色镜。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
实施例一
如图1所示，是本发明实施例一提供的激光抛光***的结构示意图。该激光抛光***包括：激光偏振固定模块10、时域整形模块20、光场调控模块30和控制装置40；
其中，所述激光偏振固定模块10将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的激光光束。通过激光偏振固定模块10将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的线偏激光光束。
在一个实施示例中，激光偏振固定模块10包括沿光路依次放置的第一波片11和偏振分束器12；激光光源发出的激光依次经过所述第一波片11和所述偏振分束器12被转换为偏振方向固定的激光光束。
具体的，激光偏振固定模块10可包括第一波片11和偏振分束器12。入射至激光偏振固定模块10的激光经过第一波片11和偏振分束器12被转换为偏振方向固定的激光光束；同时由于第一波片11和偏振分束器12的组合也起功率调节作用，激光偏振固定模块10出射的激光光束的功率被控制在合理范围内。可选的，所述第一波片11为半波片；所述偏振分束器12为格兰棱镜。入射至激光偏振固定模块10的激光经过第一波片11入射至格兰棱镜时，格兰棱镜将入射的激光分解为杂散光和偏振方向固定的激光光束，偏振方向固定的激光光束入射至时域整形模块20，另一束杂散光被激光偏振固定模块10内包含的挡块13遮挡。
在一个实施示例中，激光抛光***还包括激光光源50；所述控制装置40控制所述激光光源50发射激光。
具体的，激光抛光***内还包括激光光源50。当用户采用此激光抛光***对待抛光物体进行抛光时，可通过控制装置控制激光光源发射激光，从而实现激光抛光启动时机的控制。可选的，该激光光源可为中心波长为520nm、脉宽为300fs的飞秒激光经固体激光器，产生的激光为线偏振高斯激光束。在激光抛光过程中，控制装置控制激光光源发射脉冲能量为0.11μJ，光束直径为2mm，激光重复频率为1kHz，扫描速度为500μm/s的激光。
经激光偏振固定模块10转换为偏振方向固定的激光光束入射至时域整形模块20；所述控制装置40控制所述时域整形模块20对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束；
具体的，由于激光在对待抛光物体进行抛光时会生成超快激光诱导表面周期性维纳结构增大物体表面的粗糙度，降低抛光质量。为解决这一问题可通过控制装置40控制时域整形模块20对入射的激光光束进行分束延时调控和能量调节，将激光光束分束为包含参考光和具有预设延时的延时光的双脉冲延时光束并调整激光光束的能量使得双脉冲延时光束中的参考光与延时光之间具有预设能量比。当具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束对待抛光物体进行抛光时，双脉冲延时光束中具有预设延时的延时光能够对参考光抛光后的物体表面形貌进行有效调节，从而有效消除待抛光物体表面的超快激光诱导表面周期性微纳结构的生成，使得待抛光物体表面被双脉冲延时光束抛光后抛光表面的粗糙度降低，提高激光的抛光质量。
在一个实施示例中，为实现对入射的激光光束进行分束延时调控和能量调节，时域整形模块20包括第一分束装置21、第二分束装置22、第一衰减装置23、第二衰减装置24和设有反射镜组25的位移台26；
其中，所述第一分束装置21将入射的激光光束分束为参考光和延时光，所述参考光的出射方向为所述第一衰减装置23的输入方向，所述延时光的出射方向与所述反射镜组25的反射平面相交；所述第一衰减装置23对所述参考光进行能量衰减，并且将进行能量衰减后的参考光入射至所述第二分束装置22；所述反射镜组25将所述延时光反射至所述第二分束装置；22所述第二衰减装置24设置在所述反射镜组25将所述延时光反射至所述第二分束装置22的光路中，对所述延时光进行能量衰减。
具体的，通过在时域整形模块20内设置第一分束装置21就能够将入射的激光光束分束为两束相同的光束，其中一束作为参考光，另一束作为延时光。在时域整形模块20的内部光路中，参考光的出射方向为所述第一衰减装置23的输入方向，第一衰减装置23对所述参考光进行能量衰减，并且将进行能量衰减后的参考光入射至所述第二分束装置22；延时光的出射方向与所述反射镜组25的反射平面相交，反射镜组25将所述延时光反射至所述第二分束装置；22所述第二衰减装置24设置在所述反射镜组25将所述延时光反射至所述第二分束装置22的光路中，对所述延时光进行能量衰减。由于延时光经过反射镜组25的反射后再入射至第二分束装置22，延时光相比于参考光多了一段经反射镜组25反射的光程。因此延时光相比于参考光具有延时，且通过增加或缩短反射镜组25反射延时光的光程即移动设有反射镜组25的位移台26就能够实现将延时光具有的延时调节为预设延时。可选的，所述第一分束装置和所述第二分束装置均为半波片。
在一个实施示例中，所述第一衰减装置和所述第二衰减装置均为中性密度衰减片。第一衰减装置23和第二衰减装置24为改变角度就能改变透过率进而调节脉冲能量的衰减装置，配合功率计对经第一衰减装置23衰减后的参考光和经第二衰减装置24衰减后的延时光进行功率测量，通过转动第一衰减装置23和第二衰减装置24改变第一衰减装置23和第二衰减装置24的角度就能够实现将经第一衰减装置23衰减后的参考光与经第二衰减装置24衰减后的延时光之间的能量比调节为预设能量比。
在一个实施示例中，如图2所示，当时域整形模块20包括第一分束装置、第二分束装置、第一衰减装置、第二衰减装置和设有反射镜组的位移台时，控制装置30控制所述时域整形模块20对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节的具体过程包括步骤11至步骤13：
步骤11、所述控制装置根据所述预设延时控制所述位移台移动，改变所述延时光与所述参考光之间的光程差，以使所述延时光具有所述预设延时；
为实现激光抛光***中时域整形模块20的分束延时调控的自动控制化，可以通过控制装置控制位移台的移动，以实现调节延时光的延时，无需人工手动操作。控制装置可以通过控制位移台26沿竖直方向上下移动缩短或增加反射镜组25反射延时光的光程改变延时光具有的延时。为得到具有预设延时的延时光，控制装置可以根据述预设延时控制所述位移台移动，改变所述延时光与所述参考光之间的光程差，以使所述延时光具有所述预设延时。
在一个实施示例中，所述反射镜组25包括第一反射镜251和第二反射镜252。经所述第一反射镜251和所述第二反射镜反射252至所述第二分束装置22的所述延时光与入射至所述第二分束装置22的所述参考光产生干涉光栅。具体的，由于在空气中传输的两束光在时空重合时由于干涉作用会形成光栅。在时域整形模块20进行分束延时调控之前，为确保经第一分束装置21分束后的参考光和延时光能够达到时空重合，需确定经所述第一反射镜251和所述第二反射镜反射252至所述第二分束装置22的所述延时光与入射至所述第二分束装置22的所述参考光产生干涉光栅时设有第一反射镜251和第二反射镜252的位移台26的位置为位移台初始状态。使得控制装置控制位移台在位移台初始状态的情况下进行沿竖直方向上下的移动时，始终确保参考光和延时光能够达到时空重合。
详细的，如图3所示，在位移台初始状态下，控制装置通过控制位移台26沿竖直方向上下移动，使得反射镜组25反射延时光的光程减少或增加两倍延迟臂偏移距离Δd。延时光具有的延时Δt可以根据两倍延迟臂偏移距离Δd与光速c的比值计算得到，公式为
因此，控制装置根据预设延时计算在位移台初始状态下所需移动的延迟臂偏移距离Δd后，控制装置控制位移台26在位移台初始状态下沿竖直方向移动延迟臂偏移距离Δd，就能使得延时光具有预设延时。可选的，经试验得到当预设延时为20ps时，具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束能够显著改变材料内部的电子-声子耦合过程，宏观上材料的流动性改善，对待抛光物体进行抛光的效果最佳；此时延迟臂偏移距离Δd为3mm。
步骤12、所述控制装置根据预设能量比控制所述第一衰减装置或第二衰减装置转动，以使进行能量衰减的参考光与经所述第二衰减装置进行能量衰减的延时光之间的能量比为所述预设能量比；
由于第一衰减装置和所述第二衰减装置均为中性密度衰减片，第一衰减装置23或第二衰减装置24为改变角度就能改变透过率的衰减装置。为实现激光抛光***中时域整形模块20的能量调节的自动控制化，配合功率计对经第一衰减装置23衰减后的参考光和经第二衰减装置24衰减后的延时光进行功率测量，通过控制装置控制第一衰减装置23或第二衰减装置24转动，以改变第一衰减装置23或第二衰减装置24的角度，就能够实现将经第一衰减装置23衰减后的参考光与经第二衰减装置24衰减后的延时光之间的能量比调节为预设能量比。
具体的，控制装置控制第一衰减装置23或第二衰减装置24任意一个衰减装置转动时，控制装置实时获取功率计测量测得的经第一衰减装置23衰减后的参考光的功率和经第二衰减装置24衰减后的延时光的功率，当经第一衰减装置23衰减后的参考光的功率和经第二衰减装置24衰减后的延时光的功率的比值等于预设能量比时，停止第一衰减装置23和第二衰减装置24的转动。可选的，经试验得到当预设能量比为40％时，双脉冲延时光束中具有预设延时的延时光对参考光抛光后的物体表面形貌进行有效调节，消除待抛光物体表面的超快激光诱导表面周期性微纳结构的效果最好。
步骤13、所述第二分束装置将入射的光束进行合束，得到所述双脉冲延时光束。
延时光经步骤11后得到具有预设延时的延时光，再经过步骤12中能量调节得到与参考光相比为预设能量比的参考光；最后经第一衰减装置23衰减后的参考光和经第二衰减装置24衰减后的延时光均入射至第二分束装置22，第二分束装置22将入射的光束进行合束，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束。
从时域整形模块20输出的具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束入射至光场调控模块30。所述光场调控模块30将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并将所述光场照射至待抛光物体的表面。
由于线偏振高斯激光束受高斯光场分布的限制无法实现高效扫描抛光，从时域整形模块20输出的具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束入射至光场调控模块30后，光场调控模块30将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，再将出射的光场照射至待抛光物体的表面。使得单次扫描能作用于更大的待抛光区域，从而提高双脉冲延时光束的利用率。。
在一个实施示例中，光场调控模块30包括沿光路依次放置的柱面平凸透镜31和聚焦物镜32。所述柱面平凸透镜31将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并通过所述聚焦物镜32将所述光场聚焦至待抛光物体的表面。可选的，聚焦物镜的倍数可为20倍。
在一个实施示例中，激光抛光***还包括扩束准直模块60。从时域整形模块20输出的具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束经二向色镜反射入射至光场调控模块30之前，所述扩束准直模块60对所述时域整形模块输出的所述双脉冲延时光束进行扩束处理和光束准直调节，并将调整后的双脉冲延时光束入射至所述光场调控模块。
在一个实施示例中，扩束准直模块60包括沿光路依次放置的第一透镜61和第二透镜62。
其中，所述第一透镜61对所述时域整形模块输出的所述双脉冲延时光束进行扩束处理，扩束处理后的光束入射至所述第二透镜62；所述第二透镜62对扩束处理后的光束进行光束准直调节，并将调整后双脉冲延时光束入射至所述光场调控模块30。可选的，所述第一透镜61为凹透镜；所述第二透镜62为凸透镜。
在一个实施示例中，激光抛光***还包括用于放置所述待抛光物体的物品位移台70和拍摄装置80；
所述控制装置控制所述拍摄装置对所述待抛光物体的表面进行拍摄，得到表面图像；所述控制装置根据所述表面图像控制所述物品位移台移动，以使所述光场对所述待抛光物体的表面进行扫描抛光。
具体的，由于待抛光物体的表面积较大，照射至表面的双脉冲延时光束无法一次性对物体整个表面进行抛光。为实现对待抛光物体的表面完整的进行抛光，控制装置可以控制用于放置所述待抛光物体的物品位移台70移动，以带动待抛光物体移动，从而使得双脉冲延时光束能够对物体整个表面进行抛光。为了更精确的控制物品位移台70的移动以及观察待抛光物体表面的抛光情况，激光抛光***中还可设有拍摄装置80，控制装置控制拍摄装置对所述待抛光物体的表面进行拍摄，得到待抛光表面实时图像；控制装置根据表面图像控制物品位移台移动，以使光场对待抛光物体的表面进行精确的扫描抛光。
详细的，如图1所示，携带待抛光物体表面信息的样品光经待抛光物体表面反射入射至二向色镜81，二向色镜81接收双脉冲延时光束以及样品光后，将两束光合束并反射至拍摄装置80；拍摄装置80接收二向色镜81出射的光束，得到表面图像。可选的，该拍摄装置为CCD。利用延时与脉冲能量比调控后的线型分布飞秒激光进行描加工，线型分布的光束单次扫描即可修复大面积的粗糙表面，相对于未整形的高斯型飞秒激光，整形飞秒激光的抛光效率提高10倍以上；最终获得粗糙度在100nm左右的光滑表面。
本发明实施例提供的一种激光抛光***，所述激光偏振固定模块将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的激光光束；通过激光偏振固定模块将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的线偏振光。所述控制装置控制所述时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束；控制装置控制时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，改善了激光作用于待抛光物体后的表面质量；得到的具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束能够有效消除待抛光物体表面的超快激光诱导表面周期性微纳结构的生成，使得待抛光物体表面被双脉冲延时光束抛光后表面粗糙度降低，提高激光的物体抛光质量。所述光场调控模块将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并将所述光场照射至待抛光物体的表面。通过光场调控模块将双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，提高双脉冲延时光束的利用率，使得单次扫描能作用于更大的待抛光区域，从而提高激光的抛光效率。
实施例二
图4是本发明实施例二提供的控制装置的结构示意图。该控制装置包括：处理器41、存储器42以及存储在所述存储器42中并可在所述处理器41上运行的计算机程序43，例如用于图像的带光斑虚化方法的程序。所述处理器41执行所述计算机程序43时实现上述控制所述时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节的步骤，例如图2所示的步骤S11至S13。
示例性的，所述计算机程序43可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器42中，并由所述处理器41执行，以完成本申请。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序43在控制装置中的执行过程。例如，所述计算机程序43可以被分割成鉴相曲线生成模块、采样模块、线性参数信息生成模块、聚类模块和定位偏差计算模块，各模块具体功能如下：
延时调节模块，用于所述控制装置根据所述预设延时控制所述位移台移动，改变所述待调整光与所述参考光之间的光程差，以使所述待调整光具有所述预设延时；
能量调节模块，用于所述控制装置根据预设能量比控制所述第一衰减装置或第二衰减装置转动，以使进行能量衰减的参考光与经所述第二衰减装置进行能量衰减的待调整光之间的能量比为所述预设能量比。
所述控制装置可包括，但不仅限于，处理器41、存储器42以及存储在所述存储器42中的计算机程序43。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是控制装置的示例，并不构成对图像的带光斑虚化装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述图像的带光斑虚化装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器41可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器42可以是所述图像的带光斑虚化装置的内部存储单元，例如图像的带光斑虚化装置的硬盘或内存。所述存储器42也可以是外部存储设备，例如图像的带光斑虚化装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器42还可以既包括图像的带光斑虚化装置的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器42用于存储所述计算机程序以及图像的带光斑虚化方法所需的其他程序和数据。所述存储器42还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种激光抛光***，其特征在于，包括：激光偏振固定模块、时域整形模块、光场调控模块和控制装置；
所述激光偏振固定模块将激光光源发出的激光转换为偏振方向固定的激光光束；
所述控制装置控制所述时域整形模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束；
所述光场调控模块将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并将所述光场照射至待抛光物体的表面。
2.如权利要求1所述的激光抛光***，其特征在于，所述时域整形模块包括第一分束装置、第二分束装置、第一衰减装置、第二衰减装置和设有反射镜组的位移台；
所述第一分束装置将所述激光光束分束为参考光和延时光，所述参考光的出射方向为所述第一衰减装置的输入方向，所述延时光的出射方向与所述反射镜组的反射平面相交；
所述第一衰减装置对所述参考光进行能量衰减，并且将进行能量衰减后的参考光入射至所述第二分束装置；
所述反射镜组将所述延时光反射至所述第二分束装置；
所述第二衰减装置设置在所述反射镜组将所述延时光反射至所述第二分束装置的光路中，对所述延时光进行能量衰减。
3.如权利要求2所述的激光抛光***，其特征在于，所述控制装置控制所述时域整型模块对所述激光光束进行分束延时调控和能量调节，得到具有预设延时和预设能量比的双脉冲延时光束，包括：
所述控制装置根据所述预设延时控制所述位移台移动，改变所述延时光与所述参考光之间的光程差，以使所述延时光具有所述预设延时；
所述控制装置根据预设能量比控制所述第一衰减装置或所述第二衰减装置转动，以使进行能量衰减的参考光与经所述第二衰减装置进行能量衰减的延时光之间的能量比为所述预设能量比；
所述第二分束装置将入射的光束进行合束，得到所述双脉冲延时光束。
4.如权利要求2所述的激光抛光***，其特征在于，所述第一分束装置和所述第二分束装置均为半波片；所述第一衰减装置和所述第二衰减装置均为中性密度衰减片；
所述反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜；经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射至所述第二分束装置的所述延时光与入射至所述第二分束装置的所述参考光产生干涉光栅。
5.如权利要求1所述的激光抛光***，其特征在于，所述***还包括扩束准直模块；
所述扩束准直模块对所述时域整形模块输出的所述双脉冲延时光束进行扩束处理和光束准直调节，并将调整后的双脉冲延时光束入射至所述光场调控模块。
6.如权利要求5所述的激光抛光***，其特征在于，所述扩束准直模块包括沿光路依次放置的第一透镜和第二透镜；
所述第一透镜对所述时域整形模块输出的所述双脉冲延时光束进行扩束处理，扩束处理后的光束入射至所述第二透镜；
所述第二透镜对扩束处理后的光束进行光束准直调节，并将调整后的双脉冲延时光束入射至所述光场调控模块；
所述第一透镜为凹透镜；所述第二透镜为凸透镜。
7.如权利要求1所述的激光抛光***，其特征在于，所述***还包括用于放置所述待抛光物体的物品位移台和拍摄装置；
所述控制装置控制所述拍摄装置对所述待抛光物体的表面进行拍摄，得到表面图像；
所述控制装置根据所述表面图像控制所述物品位移台移动，以使所述光场对所述待抛光物体的表面进行扫描抛光。
8.如权利要求1所述的激光抛光***，其特征在于，所述激光偏振固定模块包括沿光路依次放置的第一波片和偏振分束器；
激光光源发出的激光依次经过所述第一波片和所述偏振分束器被转换为偏振方向固定的激光光束；
所述第一波片为半波片；所述偏振分束器为格兰棱镜。
9.如权利要求1所述的激光抛光***，其特征在于，所述光场调控模块包括沿光路依次放置的柱面平凸透镜和聚焦物镜；
所述柱面平凸透镜将所述双脉冲延时光束调节为线型分布的光场，并通过所述聚焦物镜将所述光场照射至待抛光物体的表面。
10.一种激光抛光方法，其特征在于，应用于如权利要求3所述的激光抛光***；
所述激光抛光方法包括由控制装置执行的以下操作：
根据所述预设延时控制所述位移台移动，改变所述延时光与所述参考光之间的光程差，以使所述延时光具有所述预设延时；
根据预设能量比控制所述第一衰减装置或所述第二衰减装置转动，以使进行能量衰减的参考光与经所述第二衰减装置进行能量衰减的延时光之间的能量比为所述预设能量比，以使第二分束装置将入射的光束进行合束得到所述双脉冲延时光束。
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