專利名稱：激光打標(biāo)裝置及打標(biāo)分光方法
激光打標(biāo)裝置及打標(biāo)分光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)裝置，尤其涉及一種獲得激光加工用光束的激光加工裝置及打標(biāo)分光方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光產(chǎn)器已經(jīng)應(yīng)用于越來越多的行業(yè)中，其中，激光打標(biāo)機(jī)以其固有的速度快、消耗少以及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用和推廣。目前，激光打標(biāo)機(jī)被廣泛地應(yīng)用于激光加工領(lǐng)域，利用高能量密度的激光對(duì)工件進(jìn)行局部照射，使工件表層材料氣化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而在工件表面留下永久性的標(biāo)記。通過激光打標(biāo)機(jī)，可以打出各種各樣的文字、符號(hào)和圖案等，其字符大小可以從毫米到微米量級(jí)，這對(duì)于產(chǎn)品的防偽有著特殊的意義。為降低制造維護(hù)成本、雙倍地提高標(biāo)記速度及范圍，常常采用雙頭激光打標(biāo)機(jī)，即將一個(gè)激光諧振腔產(chǎn)生的激光對(duì)應(yīng)兩組掃描聚焦鏡頭同時(shí)標(biāo)記。圖1示出了雙頭激光打標(biāo)裝置的分光原理，通過激光打標(biāo)裝置，將激光器輸出的激光能量進(jìn)行分配后，輸入到兩臺(tái)掃描頭中，從而實(shí)現(xiàn)在同一平面大面積高速打標(biāo)時(shí)標(biāo)記效果一致的目的。然而，傳統(tǒng)的雙頭激光打標(biāo)機(jī)都存在著分光不均勻，從而造成標(biāo)記效果不一致的問題。傳統(tǒng)的雙頭激光打標(biāo)機(jī)中兩組掃描聚焦鏡頭的焦距及激光能量不一致，因而造成了打標(biāo)效果不一致。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種標(biāo)記效果一致的激光打標(biāo)裝置。此外，還有必要提供一種標(biāo)記效果一致的激光打標(biāo)分光方法。一種激光打標(biāo)裝置，包括激光器、掃描頭，還包括聚光鏡、擴(kuò)束裝置以及設(shè)置于所述聚光鏡和擴(kuò)束裝置之間的分光裝置，所述聚光鏡接收激光器中發(fā)出的激光束進(jìn)行聚焦處理，所述擴(kuò)束裝置對(duì)分割后的兩束激光進(jìn)行擴(kuò)束處理并輸入掃描頭中。優(yōu)選地，所述分光裝置包括反射鏡片。優(yōu)選地，所述分光裝置還包括分光鏡片，所述分光鏡片置于所述聚光裝置輸出的激光光路上，所述反射鏡片置于所述分光鏡片輸出的激光光路中。優(yōu)選地，所述反射鏡片包括第一鏡片、第二鏡片以及第三鏡片，所述第一鏡片、第二鏡片設(shè)置于所述分光鏡片輸出的激光光路上，反射所述分光鏡片輸出的部分激光，所述第三鏡片置于第二鏡片輸出的激光光路上，反射第二鏡片輸出的激光。優(yōu)選地，所述反射鏡片是全反射鏡片。優(yōu)選地，所述反射鏡片是全反射棱鏡。優(yōu)選地，所述擴(kuò)束裝置包括凹透鏡和凸透鏡，所述凹透鏡和凸透鏡之間的距離是可調(diào)節(jié)的。優(yōu)選地，所述分光裝置將激光分割成激光能量分別是激光器能量的反射部分 47% 49%和透射部分51% 53%的兩束激光。
一種激光打標(biāo)分光方法，包括如下步驟將激光束進(jìn)行聚焦處理；將所述聚焦處理后的激光束分割成兩束激光；將所述分割后的激光進(jìn)行擴(kuò)束處理。優(yōu)選地，所述將所述聚焦處理后的激光束分割成兩束激光的步驟具體是將激光分割成激光能量分別是激光器能量的反射部分47 % 49 %和透射部分51 % 53 %的兩束激光，并反射。上述激光打標(biāo)裝置及打標(biāo)分光方法通過設(shè)置聚光鏡、擴(kuò)束裝置以及該聚光鏡與擴(kuò)束裝置之間的分光裝置，在激光加工的過程中實(shí)現(xiàn)了分割后激光能量的差距介于O 5% 的范圍之內(nèi)，滿足了市場(chǎng)的需求，有效的保證了打標(biāo)效果的一致，提高生產(chǎn)效率。上述激光打標(biāo)裝置及打標(biāo)分光方法根據(jù)實(shí)際需要對(duì)擴(kuò)束裝置中凹透鏡和凸透鏡之間的距離進(jìn)行調(diào)整，有效地解決了雙頭激光打標(biāo)機(jī)中兩掃描頭焦距不一致的問題。

圖1為一實(shí)施例中雙頭激光打標(biāo)裝置的分光原理圖；圖2為一實(shí)施例中激光打標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一實(shí)施例中激光打標(biāo)分光方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖2示出了一實(shí)施例中激光打標(biāo)裝置的結(jié)構(gòu)，該激光打標(biāo)裝置包括激光器(圖中未示出)、聚光鏡10、分光裝置20、擴(kuò)束裝置30以及掃描頭(圖中未示出)。為保證分光過程中的光學(xué)性能，激光器中發(fā)出的激光束首先經(jīng)過聚光鏡10進(jìn)行聚焦處理，以得到較佳的光學(xué)性能。經(jīng)過聚焦處理的激光束進(jìn)入分光裝置20，激光器發(fā)出的一束激光被分光裝置20分割成兩束激光后進(jìn)入擴(kuò)束裝置30中進(jìn)行擴(kuò)束處理，以得到兩束激光能量偏差不大的激光束，并輸入激光掃描頭中。分光裝置20包括輸入的分光鏡片210以及輸出的反射鏡片。一實(shí)施方式中，分光裝置20用于將激光器中發(fā)出的激光束分割成激光能量相差不大的兩束激光，分別是激光器中所輸出激光能量的反射部分(鏡片220方向)47% 49%和透射部分(鏡片240方向)51% 53%，從而保證后續(xù)的打標(biāo)過程中效果的一致性。具體地，分光鏡片210置于聚光鏡10輸出的激光光路上，以分割入射激光束。在其他實(shí)施例中，該分光鏡片210也可以是能把入射激光整個(gè)分割成兩束的鏡片。反射鏡片置于分光鏡片210輸出的激光光路上， 包括第一鏡片220、第二鏡片MO以及第三鏡片沈0，其中，第一鏡片220設(shè)置于分光鏡片輸出的一激光光路上，反射分光鏡片210輸出的部分激光。第一鏡片220可以是全反射鏡片， 也可以是全反射棱鏡。第二鏡片240設(shè)置于分光鏡片210輸出的另一激光光路上。經(jīng)過第二鏡片240反射的激光束在第三鏡片260的反射作用下輸出。本實(shí)施方式中，第二鏡片240 和第三鏡片260可以是全反射鏡片，也可以是全反射棱鏡。經(jīng)過分光裝置20分光并在方向調(diào)整后進(jìn)入擴(kuò)束裝置30，以擴(kuò)展激光束的直徑，減小激光束的發(fā)散角。一實(shí)施例中，擴(kuò)束裝置30是可變焦擴(kuò)束鏡組，包括輸入的凹透鏡和輸出的凸透鏡，通過調(diào)節(jié)凹透鏡和凸透鏡之間的距離來改變擴(kuò)束倍數(shù)和激光束發(fā)散角，以使得兩束激光的焦距一致。圖3示出了一實(shí)施例中激光打標(biāo)分光的方法流程，具體過程如下
4
在步驟SlO中，將激光束進(jìn)行聚焦處理。一實(shí)施例中，為保證分光過程中得到較佳的光學(xué)性能，輸入的激光束在經(jīng)過聚焦處理后才可輸出。在步驟S20中，將所述聚焦處理后的激光束分割成兩束激光。一實(shí)施例中，在聚焦處理后的輸出光路上，對(duì)激光束進(jìn)行分光處理，將激光器中發(fā)出的激光束分割成兩束能量相差不大的激光并反射，其能量差距介于0 5%的范圍之內(nèi)，分別是激光器中所輸出激光能量的反射部分47% 49%和透射部分51% 53%，從而保證了后續(xù)打標(biāo)過程中效果的
一致性。在步驟S30中，將所述分割后的激光進(jìn)行擴(kuò)束處理。一實(shí)施例中，為擴(kuò)展激光束的直徑，減小激光束的發(fā)散角，經(jīng)過分光處理的激光在調(diào)整方向后進(jìn)行擴(kuò)束處理，調(diào)整凹透鏡和凸透鏡之間的距離，實(shí)現(xiàn)兩束激光的焦距一致。上述激光打標(biāo)裝置及打標(biāo)分光方法通過設(shè)置聚光鏡、擴(kuò)束裝置以及該聚光鏡與擴(kuò)束裝置之間的分光裝置，在激光加工的過程中實(shí)現(xiàn)了分割后激光能量的差距介于0 5% 的范圍之內(nèi)，滿足了市場(chǎng)的需求，有效的保證了打標(biāo)效果的一致，提高生產(chǎn)效率。上述激光加工裝置及分光方法根據(jù)實(shí)際需要對(duì)擴(kuò)束裝置中凹透鏡和凸透鏡之間的距離進(jìn)行調(diào)整，有效地解決了雙頭激光打標(biāo)機(jī)中兩掃描頭焦距不一致的問題。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種激光打標(biāo)裝置，包括激光器、掃描頭，其特征在于，還包括聚光鏡、擴(kuò)束裝置以及設(shè)置于所述聚光鏡和擴(kuò)束裝置之間的分光裝置，所述聚光鏡接收激光器中發(fā)出的激光束進(jìn)行聚焦處理，所述擴(kuò)束裝置對(duì)分割后的兩束激光進(jìn)行擴(kuò)束處理并輸入掃描頭中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述分光裝置包括反射鏡片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述分光裝置還包括分光鏡片， 所述分光鏡片置于所述聚光裝置輸出的激光光路上，所述反射鏡片置于所述分光鏡片輸出的激光光路中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述反射鏡片包括第一鏡片、第二鏡片以及第三鏡片，所述第一鏡片、第二鏡片設(shè)置于所述分光鏡片輸出的激光光路上，反射所述分光鏡片輸出的部分激光，所述第三鏡片置于第二鏡片輸出的激光光路上，反射第二鏡片輸出的激光。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述反射鏡片是全反射鏡片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述反射鏡片是全反射棱鏡 ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述擴(kuò)束裝置包括凹透鏡和凸透鏡，所述凹透鏡和凸透鏡之間的距離是可調(diào)節(jié)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光打標(biāo)裝置，其特征在于，所述分光裝置將激光分割成激光能量分別是激光器能量的反射部分47% 49%和透射部分51% 53%的兩束激光。
9.一種激光打標(biāo)分光方法，包括如下步驟 將激光束進(jìn)行聚焦處理；將所述聚焦處理后的激光束分割成兩束激光； 將所述分割后的激光進(jìn)行擴(kuò)束處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光打標(biāo)分光方法，其特征在于，所述將所述聚焦處理后的激光束分割成兩束激光的步驟具體是將激光分割成激光能量分別是激光器能量的反射部分47% 49%和透射部分51% 53%的兩束激光，并反射。
全文摘要
一種激光打標(biāo)裝置，包括激光器、掃描頭，還包括聚光鏡、擴(kuò)束裝置以及設(shè)置于所述聚光鏡和擴(kuò)束裝置之間的分光裝置，所述聚光鏡接收激光器中發(fā)出的激光束進(jìn)行聚焦處理，所述擴(kuò)束裝置對(duì)分割后的兩束激光進(jìn)行擴(kuò)束處理并輸入掃描頭中。上述激光打標(biāo)裝置及分光方法通過設(shè)置聚光鏡、擴(kuò)束裝置以及該聚光鏡與擴(kuò)束裝置之間的分光裝置，在激光加工的過程中實(shí)現(xiàn)了分割后激光能量的差距介于0～5％的范圍之內(nèi)，滿足了市場(chǎng)的需求，有效的保證了打標(biāo)效果的一致，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)G02B26/12GK102248805SQ201010180148
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者何德樂, 吳華安, 孫鷹, 張凱, 王伍慶, 盛輝, 羅德成 申請(qǐng)人:深圳泰德激光科技有限公司