本發(fā)明屬于激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機。
背景技術(shù):
近年來,超快皮秒打標(biāo)機被廣泛應(yīng)用于透明材料、超薄金屬材料、不耐熱非金屬材料等特殊材質(zhì)的精細(xì)打標(biāo)。傳統(tǒng)的超快皮秒打標(biāo)機所采用的超快激光器的重復(fù)頻率一般為百kHz-幾MHz,當(dāng)配合超快掃描振鏡打標(biāo)時,如果打標(biāo)速度過快會因激光能量跟不上而導(dǎo)致漏標(biāo)記的情況。采用高功率高重頻激光器可以解決高速打標(biāo)時出現(xiàn)漏標(biāo)記的問題。另外,掃描振鏡通過振鏡角度擺動來控制激光的掃描路徑,因此激光掃描長度與激光傳輸距離成正比。普通的掃描振鏡受振鏡尺度的影響激光傳輸距離有限,振鏡轉(zhuǎn)過一定角度時,激光掃描長度有限。通過采用折疊鏡可以增加激光的傳輸距離,從而提高振鏡轉(zhuǎn)過單位角度時激光的掃描距離,達(dá)到提高振鏡掃描速度的效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決上述問題,本發(fā)明的目的在于提供一種基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供的基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機包括:基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機包括:
超快光纖激光器、擴束鏡、x-軸振鏡、x-軸磁懸電機、x-軸折疊鏡、y-軸振鏡、y-軸磁懸電機、y-軸折疊鏡、場鏡、工件臺、x-軸驅(qū)動器、計算機、y-軸驅(qū)動器;其中:
所述的超快光纖激光器、擴束鏡和x-軸振鏡沿橫向間隔設(shè)置;x-軸磁懸電機、x-軸振鏡、x-軸折疊鏡、y-軸振鏡、y-軸折疊鏡、場鏡和工件臺從上至下間隔設(shè)置;計算機通過x-軸驅(qū)動器與x-軸磁懸電機電連接,由x-軸磁懸電機帶動x-軸振鏡實現(xiàn)x-軸方向位移,從而實現(xiàn)激光束的x-軸方向掃描;計算機通過y-軸驅(qū)動器與y-軸磁懸電機電連接,由y-軸磁懸電機帶動y-軸振鏡實現(xiàn)y-軸方向位移,從而實現(xiàn)激光束的y-軸方向掃描。
所述的超快光纖激光器的重復(fù)頻率為吉赫茲量級,平均功率為百瓦級皮秒。
所述的超快光纖激光器為中心波長1030nm-1080nm,重復(fù)頻率1-5GHz,平均功率100-500瓦的超快光纖激光器。
所述的超快光纖激光器的中心波長為1540nm-1600nm,重復(fù)頻率為1-5GHz,平均功率為100-200瓦的超快光纖激光器。
所述的超快光纖激光器的超快光纖激光器1中心波長為1850nm-2100nm,重復(fù)頻率為1-5GHz,平均功率為100-200瓦的超快光纖激光器。
所述的x-軸折疊鏡和y-軸折疊鏡結(jié)構(gòu)相同,均由反射鏡和反射鏡構(gòu)成。
本發(fā)明提供的基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機采用高平均功率高重復(fù)頻率超快光纖激光器作為激光光源。激光器平均功率高達(dá)百瓦量級,重復(fù)頻率高達(dá)吉赫茲。此超快打標(biāo)機采用的掃描振鏡為加入折疊鏡的超高速振鏡,可以實現(xiàn)超高掃描速度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為光路折疊鏡組示意圖。
圖中標(biāo)記:超快光纖激光器1、擴束鏡2、x-軸振鏡3、x-軸磁懸電機4、x-軸折疊鏡5、y-軸振鏡6、y-軸磁懸電機7、y-軸折疊鏡8、場鏡9、工件臺10、x-軸驅(qū)動器11、、y-軸驅(qū)動器12、計算機13、反射鏡14和反射鏡15。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機進行詳細(xì)說明。
如圖1所示,本發(fā)明提供的基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機包括:
超快光纖激光器1、擴束鏡2、x-軸振鏡3、x-軸磁懸電機4、x-軸折疊鏡5、y-軸振鏡6、y-軸磁懸電機7、y-軸折疊鏡8、場鏡9、工件臺10、x-軸驅(qū)動器11、計算機12、y-軸驅(qū)動器13;其中:
所述的超快光纖激光器1、擴束鏡2和x-軸振鏡3沿橫向間隔設(shè)置;x-軸磁懸電機4、x-軸振鏡3、x-軸折疊鏡5、y-軸振鏡6、y-軸折疊鏡8、場鏡9和工件臺10從上至下間隔設(shè)置;計算機12通過x-軸驅(qū)動器11與x-軸磁懸電機4電連接,由x-軸磁懸電機4帶動x-軸振鏡3實現(xiàn)x-軸方向位移,從而實現(xiàn)激光束的x-軸方向掃描;計算機12通過y-軸驅(qū)動器13與y-軸磁懸電機7電連接,由y-軸磁懸電機7帶動y-軸振鏡6實現(xiàn)y-軸方向位移,從而實現(xiàn)激光束的y-軸方向掃描。
所述的超快光纖激光器1的重復(fù)頻率為吉赫茲量級,平均功率為百瓦級皮秒。
所述的超快光纖激光器1為中心波長1030nm-1080nm,重復(fù)頻率1-5GHz,平均功率100-500瓦的超快光纖激光器。
所述的超快光纖激光器1的中心波長為1540nm-1600nm,重復(fù)頻率為1-5GHz,平均功率為100-200瓦的超快光纖激光器。
所述的超快光纖激光器1的超快光纖激光器1中心波長為1850nm-2100nm,重復(fù)頻率為1-5GHz,平均功率為100-200瓦的超快光纖激光器。
如圖2所示,所述的x-軸折疊鏡5和y-軸折疊鏡8結(jié)構(gòu)相同,均由反射鏡14和反射鏡15構(gòu)成,用以提高兩個方向上的掃描速度;x-軸折疊鏡5和y-軸折疊鏡8采用多次反射原理,將x-軸和y-軸激光光程提高。所述的折疊鏡具體結(jié)構(gòu)如下:反射鏡14和反射鏡15的直徑為40mm,間距為200mm。當(dāng)激光入射角為10°時,在折疊鏡組中反射12次。通過光路的折疊,x-軸和y-軸激光光程增加了約2400mm。當(dāng)激光束沿x軸及y軸掃描長度為100mm,原激光光程約500mm,x軸及y軸完成掃描長度需要擺動的角度為11.5°。增加折疊鏡后,x軸及y軸完成掃描長度需要擺動的角度降為1.98°,在磁懸電機轉(zhuǎn)動速度相同的情況下,因轉(zhuǎn)動角度變小,從而可實現(xiàn)掃描速度提升。
本發(fā)明提供的基于超快光纖激光器的超快打標(biāo)機的工作過程如下:先將待打標(biāo)的工件放置在工件臺10表面上場鏡9的下方,然后由超快光纖激光器1發(fā)射超快激光束,為了防止超快激光束由于能量過高而損壞振鏡,超快激光束首先經(jīng)擴束鏡2進行擴束,隨后,到達(dá)x-軸振鏡3,在計算機12的控制下,x-軸振鏡3在x-軸磁懸電機4的驅(qū)動下可控制超快激光束沿x軸掃描,x-軸折疊鏡5的加入可以提高x軸激光掃描速度,經(jīng)過x-軸折疊鏡5后超快激光束到達(dá)y-軸振鏡6,在計算機12的控制下,y-軸振鏡6在y-軸磁懸電機7的驅(qū)動下可控制超快激光束沿y軸掃描,y-軸折疊鏡8的加入可以提高y軸激光掃描速度,最后超快激光束經(jīng)場鏡9聚焦至工件臺10上的工件表面而進行打標(biāo)。