CN213998253U - 一种飞秒激光锥孔加工*** - Google Patents
一种飞秒激光锥孔加工*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN213998253U CN213998253U CN202022630051.6U CN202022630051U CN213998253U CN 213998253 U CN213998253 U CN 213998253U CN 202022630051 U CN202022630051 U CN 202022630051U CN 213998253 U CN213998253 U CN 213998253U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate glass
- femtosecond laser
- incident light
- ring seat
- axis
- 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.)
- Active
Links
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 description 1
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种飞秒激光锥孔加工***，包括飞秒激光器、准直透镜、反射镜、平板玻璃、聚焦镜和样品台，平板玻璃安装在旋转倾斜度调整座上，旋转倾斜度调整座垂直于入射光设置，使得平板玻璃可以在绕着入射光的轴线旋转，同时旋转倾斜度调整座可以调整平板玻璃与入射光线的夹角的大小，使得光入射到平板玻璃后出射时与入射光平行平移一段距离。平板玻璃的平移和旋转两者相加使得入射光在聚焦镜的表面上铺满了一个圆形；这个圆形上的每一个点都对应一束入射光，且所有的入射光都汇聚到样品的下表面上，在样品上形成一个锥形体，从而实现样品的锥形孔的加工；如此做使得到达样品表面的光的能量大幅增加，同时克服了振镜无法加工高精度锥形的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光加工领域，尤其涉及一种飞秒激光锥孔加工***。
背景技术
根据激光束与材料相互作用的机理，大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等；光化学反应加工是指激光束照射到物体，借助高密度激光高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。包括光化学沉积、立体光刻、激光雕刻刻蚀等。飞秒激光由于冷加工的效果广泛应用在微纳加工领域。
目前的锥孔加工主要有两种方式一般是靠聚焦镜在样品表面直接形成锥形立体角，将光束直接聚焦在锥形的立体角内直接加工，但是如此加工由于激光的孔径有限，同时由于激光的能量密度有限，其应用受到限制；另一种靠振镜直接在样品不同深度加工形成锥孔，但是由于振镜的步进受到限制，同时由于振镜的损伤阈值也有限，难以进行高能量高精度的加工。
实用新型内容
针对上述内容，为解决上述问题，提供一种飞秒激光锥孔加工***，包括飞秒激光器、准直透镜、反射镜、平板玻璃、聚焦镜和样品台；
飞秒激光器发出的水平激光经过准直透镜进行扩束，扩束后的激光射入反射镜，并经过反射后竖直射入到平板玻璃，经过平板玻璃的折射后射入到聚焦镜，聚焦镜将激光汇聚到水平设置的样品台上的样品上进行加工；
平板玻璃安装在旋转倾斜度调整座上，旋转倾斜度调整座垂直于入射光设置；使得平板玻璃可以在绕着入射光的轴线旋转；同时旋转倾斜度调整座可以调整平板玻璃与入射光线的夹角的大小，使得光入射到平板玻璃后出射时与入射光平行平移一段距离；
旋转倾斜度调整座包括旋转环座、固定夹持器和移动夹持器；旋转环座呈桶型，旋转环座可以绕着垂直于桶的轴线旋转，转速可调；固定夹持器和移动夹持器安装在旋转环座的内表面上，固定夹持器具有一个球铰，球铰的一端固定在旋转环座的内表面，球铰的另一端设置有夹持平板玻璃的第一夹子；
移动夹持器设置在固定夹持器的对侧，且移动夹持器包括设置在平行于旋转环座轴线的轨道和安装在轨道上的滑块，轨道使得滑块可以沿着平行于旋转环座轴线的方向移动，移动由步进电机控制，位移可调；
滑块设置有限位孔，限位孔内设置有连接到平板玻璃的限位球、连接杆和第二夹子，限位球用于限位，使得第二夹子随着滑块的移动而摆动；滑块在轨道上平移时带动限位孔沿着平行于旋转环座的轴线的方向移动，从而使得第二夹子带动平板玻璃的一端沿着平行于旋转环座的轴线方向移动；同时由于另一端的固定夹持器是不动的，因此使得平板玻璃倾斜。
聚焦镜的焦点位于样品的下表面，且聚焦镜可以上下移动。
第一夹子和第二夹子与平板玻璃的接触为面接触。
飞秒激光器为红外飞秒激光器。
平板玻璃为圆形平板玻璃。
当平板玻璃与旋转环座的轴线垂直时，旋转环座的转轴与圆形平板玻璃的轴线重合，且飞秒激光入射到圆形平板玻璃的圆心。
有益效果：
平板玻璃的倾斜使得入射到聚焦镜上的光和聚焦镜中轴线的距离发生变化，同时由于平板玻璃的旋转，入射到聚焦镜上的光线绕着聚焦镜的中轴线旋转；平移和旋转两者相加使得入射光在聚焦镜的表面上铺满了一个圆形；这个圆形上的每一个点都对应一束入射光，且所有的入射光都汇聚到样品的下表面上，在样品上形成一个锥形体，从而实现样品的锥形孔的加工；如此做使得到达样品表面的光的能量大幅增加，同时克服了振镜无法加工高精度锥形的缺陷。
附图说明
被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。
图1为本实用新型结构示意图；
图2为旋转倾斜度调整座的结构示意图；
图3为本实用新型的加工原理示意图。
具体实施方式
本实用新型的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。
实施例：
结合图1-3，一种飞秒激光锥孔加工***，包括飞秒激光器1、准直透镜2、反射镜3、平板玻璃4、聚焦镜5和样品台6；
飞秒激光器1发出的水平激光经过准直透镜2进行扩束，扩束后的激光射入反射镜3，并经过反射后竖直射入到平板玻璃4，经过平板玻璃4的折射后射入到聚焦镜5，聚焦镜5将激光汇聚到水平设置的样品台6上的样品上进行加工；
平板玻璃4安装在旋转倾斜度调整座上，旋转倾斜度调整座垂直于入射光设置；使得平板玻璃4可以在绕着入射光的轴线旋转；同时旋转倾斜度调整座可以调整平板玻璃4与入射光线的夹角的大小，使得光入射到平板玻璃4后出射时与入射光平行平移一段距离；
旋转倾斜度调整座包括旋转环座7、固定夹持器8和移动夹持器9；旋转环座7呈桶型，旋转环座7可以绕着垂直于桶的轴线旋转，转速可调；固定夹持器8和移动夹持器9安装在旋转环座7的内表面上，固定夹持器8具有一个球铰10，球铰10的一端固定在旋转环座7的内表面，球铰10的另一端设置有夹持平板玻璃4的第一夹子11；
移动夹持器9设置在固定夹持器8的对侧，且移动夹持器9包括设置在平行于旋转环座 7轴线的轨道和安装在轨道上的滑块12，轨道使得滑块12可以沿着平行于旋转环座7轴线的方向移动，移动由步进电机控制，位移可调；
滑块12设置有限位孔，限位孔内设置有连接到平板玻璃4的限位球、连接杆13和第二夹子14，限位球用于限位，使得第二夹子随着滑块的移动而摆动；滑块12在轨道上平移时带动限位孔沿着平行于旋转环座7的轴线的方向移动，从而使得第二夹子14带动平板玻璃4的一端沿着平行于旋转环座7的轴线方向移动；同时由于另一端的固定夹持器8是不动的，因此使得平板玻璃4倾斜。
进一步的，聚焦镜5的焦点位于样品的下表面，且聚焦镜5可以上下移动。
进一步的，第一夹子11和第二夹子14与平板玻璃4的接触为面接触。
进一步的，飞秒激光器1为红外飞秒激光器1。
进一步的，平板玻璃4为圆形平板玻璃4。
进一步的，当平板玻璃4与旋转环座7的轴线垂直时，旋转环座7的转轴与圆形平板玻璃4的轴线重合，且飞秒激光入射到圆形平板玻璃4的圆心。
由此，平板玻璃的倾斜使得入射到聚焦镜上的光和聚焦镜中轴线的距离发生变化，同时由于平板玻璃的旋转，入射到聚焦镜上的光线绕着聚焦镜的中轴线旋转；平移和旋转两者相加使得入射光在聚焦镜的表面上铺满了一个圆形；这个圆形上的每一个点都对应一束入射光，且所有的入射光都汇聚到样品的下表面上，在样品上形成一个锥形体，从而实现样品的锥形孔的加工；
可以通过调整摆动的角度调整到达聚焦镜表面的光的偏离程度，从而可以使得在样品上加工的锥形孔具有不同的锥度。
需要说明的是实际平板玻璃的摆动幅度小于5°，由于摆动而引起的入射光位置的偏心在实际加工中可以忽略，由此不会导致加工精度下降。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种飞秒激光锥孔加工***，包括飞秒激光器(1)、准直透镜(2)、反射镜(3)、平板玻璃(4)、聚焦镜(5)和样品台(6)；其特征在于：
飞秒激光器(1)发出的水平激光经过准直透镜(2)进行扩束，扩束后的激光射入反射镜(3)，并经过反射后竖直射入到平板玻璃(4)，经过平板玻璃(4)的折射后射入到聚焦镜(5)，聚焦镜(5)将激光汇聚到水平设置的样品台(6)上的样品上进行加工；
平板玻璃(4)安装在旋转倾斜度调整座上，旋转倾斜度调整座垂直于入射光设置；使得平板玻璃(4)可以在绕着入射光的轴线旋转；同时旋转倾斜度调整座可以调整平板玻璃(4)与入射光线的夹角的大小，使得光入射到平板玻璃(4)后出射时与入射光平行平移一段距离；
旋转倾斜度调整座包括旋转环座(7)、固定夹持器(8)和移动夹持器(9)；旋转环座(7)呈桶型，旋转环座(7)可以绕着垂直于桶的轴线旋转，转速可调；固定夹持器(8)和移动夹持器(9)安装在旋转环座(7)的内表面上，固定夹持器(8)具有一个球铰(10)，球铰(10)的一端固定在旋转环座(7)的内表面，球铰(10)的另一端设置有夹持平板玻璃(4)的第一夹子(11)；
移动夹持器(9)设置在固定夹持器(8)的对侧，且移动夹持器(9)包括设置在平行于旋转环座(7)轴线的轨道和安装在轨道上的滑块(12)，轨道使得滑块(12)可以沿着平行于旋转环座(7)轴线的方向移动，移动由步进电机控制，位移可调；
滑块(12)设置有限位孔，限位孔内设置有连接到平板玻璃(4)的限位球、连接杆(13)和第二夹子(14)，限位球用于限位，使得第二夹子随着滑块的移动而摆动；滑块(12)在轨道上平移时带动限位孔沿着平行于旋转环座(7)的轴线的方向移动，从而使得第二夹子(14)带动平板玻璃(4)的一端沿着平行于旋转环座(7)的轴线方向移动；同时由于另一端的固定夹持器(8)是不动的，因此使得平板玻璃(4)倾斜。
2.根据权利要求1所述的飞秒激光锥孔加工***，其特征在于：聚焦镜(5)的焦点位于样品的下表面，且聚焦镜(5)可以上下移动。
3.根据权利要求1所述的飞秒激光锥孔加工***，其特征在于：第一夹子(11)和第二夹子(14)与平板玻璃(4)的接触为面接触。
4.根据权利要求1所述的飞秒激光锥孔加工***，其特征在于：飞秒激光器(1)为红外飞秒激光器(1)。
5.根据权利要求1所述的飞秒激光锥孔加工***，其特征在于：平板玻璃(4)为圆形平板玻璃(4)。
6.根据权利要求5所述的飞秒激光锥孔加工***，其特征在于：当平板玻璃(4)与旋转环座(7)的轴线垂直时，旋转环座(7)的转轴与圆形平板玻璃(4)的轴线重合，且飞秒激光入射到圆形平板玻璃(4)的圆心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022630051.6U CN213998253U (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种飞秒激光锥孔加工*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022630051.6U CN213998253U (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种飞秒激光锥孔加工*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213998253U true CN213998253U (zh) | 2021-08-20 |
Family
ID=77304608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022630051.6U Active CN213998253U (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种飞秒激光锥孔加工*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213998253U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113036581A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-06-25 | 镭泽精密制造(苏州)有限公司 | 一种光源精度可调节式激光器 |
| CN115609162A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-17 | 扬州艾镭激光设备有限公司 | 一种自动调高式激光打标机 |
-
2020
- 2020-11-13 CN CN202022630051.6U patent/CN213998253U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113036581A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-06-25 | 镭泽精密制造(苏州)有限公司 | 一种光源精度可调节式激光器 |
| CN115609162A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-17 | 扬州艾镭激光设备有限公司 | 一种自动调高式激光打标机 |
| CN115609162B (zh) * | 2022-12-19 | 2023-03-07 | 扬州艾镭激光设备有限公司 | 一种自动调高式激光打标机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN213998253U (zh) | 一种飞秒激光锥孔加工*** | |
| WO2022022067A1 (zh) | 一种光束入射角可控的激光加工装置及激光加工方法 | |
| CN201235449Y (zh) | 一种激光旋转聚焦装置 | |
| JP2001519244A (ja) | レーザー光線を用いてワークを精密加工及びマイクロ加工する方法及びこの方法を実施するための装置 | |
| CN102773605B (zh) | 一种旋转光束模块组激光运动轨迹控制*** | |
| US7529010B1 (en) | Precision laser machining apparatus | |
| CN101856772A (zh) | 一种光束旋转振镜扫描聚焦加工*** | |
| CN105033470B (zh) | 一种锥度可控的高质量钻孔加工设备及方法 | |
| CN101380696A (zh) | 一种薄壁管激光微切割装置及方法 | |
| CN103878495A (zh) | 一种变焦距激光精密加工深槽深孔的方法及装置 | |
| CN112008239A (zh) | 一种螺旋扫描激光加工装置及加工方法 | |
| CN106475685A (zh) | 一种提高材料激光标刻品质和效率的装置及标刻方法 | |
| CN106271118A (zh) | 一种提高多孔径微孔激光加工质量的装置及方法 | |
| CN201295822Y (zh) | 一种薄壁管激光微切割装置 | |
| JP2020104167A (ja) | レーザー加工装置およびビームローテータユニット | |
| CN213318327U (zh) | 一种光束入射角可控的激光加工装置 | |
| JP2006239717A (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 | |
| US20190118305A1 (en) | Laser 3d processing system | |
| CN204565419U (zh) | 一种可实现零锥度和倒锥钻孔的加工装置 | |
| CN113634925A (zh) | 一种激光旋切加工***及方法 | |
| CN206065692U (zh) | 一种提高多孔径微孔激光加工质量的装置 | |
| CN104690423A (zh) | 一种可实现零锥度和倒锥钻孔的加工装置及方法 | |
| CN107138862B (zh) | 一种激光旋转切割装置及方法 | |
| CN216938931U (zh) | 一种基于振镜与道威棱镜组合的旋切*** | |
| CN113020820B (zh) | 一种分段式回转扫描微孔阵列加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A Femtosecond Laser Taper Hole Machining System Effective date of registration: 20221102 Granted publication date: 20210820 Pledgee: Ningbo Tianjin Enterprise Service Co.,Ltd. Pledgor: Ningbo Qiyun New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022980020428 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231115 Granted publication date: 20210820 Pledgee: Ningbo Tianjin Enterprise Service Co.,Ltd. Pledgor: Ningbo Qiyun New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022980020428 |