專(zhuān)利名稱(chēng)：一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光微加工領(lǐng)域調(diào)節(jié)激光束的橫向位移方法，特別是一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法。
背景技術(shù)：
在激光微加工領(lǐng)域當(dāng)中，經(jīng)常需要調(diào)節(jié)激光束的橫向位移來(lái)掃描切割異形孔，現(xiàn)有的改變光束橫向位移的方法有兩種，一種是使用平行平板，將平行平板一個(gè)固定角度傾斜放置，光束垂直入射，便可以產(chǎn)生一個(gè)固定的橫向位移；若使平行平板俯仰擺動(dòng)，改變傾角，則可產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的橫向位移，這種方法的缺點(diǎn)是平行平板的擺動(dòng)需要機(jī)械控制較難實(shí)現(xiàn)， 由于震動(dòng)的存在，精度也不易保證。另一種方法是使用有一定間隔的雙光楔，即將平行平板沿對(duì)角線(xiàn)切割開(kāi)，制成兩個(gè)光楔，調(diào)節(jié)兩個(gè)光楔中間的空氣間隔，可動(dòng)態(tài)的改變橫向位移， 該方法在垂直方向上需要機(jī)械控制勻速運(yùn)動(dòng)，以改變間隔大小，也同樣存在控制的問(wèn)題相對(duì)較難實(shí)現(xiàn)，機(jī)械精度也不易保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法，該方法使用四塊級(jí)聯(lián)的電光棱鏡按照一定方式組合，根據(jù)電光偏轉(zhuǎn)原理，調(diào)節(jié)輸入楔形電光棱鏡的電壓值， 可同步產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移，并且精度能夠得到良好的保證。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法，該方法包括下述步驟1)將電光晶體切割成四塊楔形電光棱鏡，按照第一塊楔形棱鏡I、第二塊楔形棱鏡II、第三塊楔形棱鏡III和第四塊楔形棱鏡IV依次排列組合成長(zhǎng)方體電光棱鏡；且第一塊楔形棱鏡I與第四塊楔形棱鏡IV的結(jié)構(gòu)相同、大小相等，第二塊楔形棱鏡II與第三塊楔形棱鏡III的結(jié)構(gòu)相同、大小相等；并將組合后的長(zhǎng)方體電光棱鏡沿其長(zhǎng)度方向置于激光器出射激光束面上；2)設(shè)定光電棱鏡水平面垂直向下方向?yàn)棣戚S，與ζ軸構(gòu)成三維坐標(biāo)的其他兩個(gè)軸分別為X'軸和y'軸，其中，X'軸和y'軸為感應(yīng)主軸方向；3)分別在第一塊楔形棱鏡I、第二塊楔形棱鏡II以及第三塊楔形棱鏡III、第四塊楔形棱鏡IV上外加沿Z軸方向的電壓；4)設(shè)定第一塊楔形棱鏡I和第四塊楔形棱鏡IV的光軸方向與ζ軸方向相同，第二塊楔形棱鏡II和第三塊楔形棱鏡III的光軸方向與Z軸方向相反；5)激光束沿y'軸方向射入，則激光束光波振動(dòng)方向?yàn)棣?軸方向，激光器入射激光束在第一塊楔形棱鏡I、第四塊楔形棱鏡IV中的折射率為W^grEzCD激光器入射激光束在第二塊楔形棱鏡II、第三塊楔形棱鏡III中的折射率為
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法，其特征在于，該方法包括下述步驟1)將電光晶體切割成四塊楔形電光棱鏡，按照第一塊楔形棱鏡I、第二塊楔形棱鏡II、 第三塊楔形棱鏡III和第四塊楔形棱鏡IV依次排列組合成長(zhǎng)方體電光棱鏡；且第一塊楔形棱鏡I與第四塊楔形棱鏡IV的結(jié)構(gòu)相同、大小相等，第二塊楔形棱鏡II與第三塊楔形棱鏡III的結(jié)構(gòu)相同、大小相等；并將組合后的長(zhǎng)方體電光棱鏡沿其長(zhǎng)度方向置于激光器出射激光束面上；2)設(shè)定電光棱鏡水平面垂直向下方向?yàn)閆軸，與Z軸構(gòu)成三維坐標(biāo)的其他兩個(gè)軸分別為χ'軸和y'軸，其中，χ'軸和y'軸為電光晶體的感應(yīng)主軸方向；3)分別在第一塊楔形棱鏡I、第二塊楔形棱鏡II以及第三塊楔形棱鏡III、第四塊楔形棱鏡IV上外加沿ζ軸方向的電壓；4)設(shè)定第一塊楔形棱鏡I和第四塊楔形棱鏡IV的光軸方向與ζ軸方向相同，第二塊楔形棱鏡II和第三塊楔形棱鏡III的光軸方向與ζ軸方向相反；5)激光束沿y'軸方向射入，則激光束光波振動(dòng)方向?yàn)棣?軸方向，激光器入射激光束在第一塊楔形棱鏡I、第四塊楔形棱鏡IV中的折射率為
2.如權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法，其特征在于，所述電光棱鏡按照楔角α的正切值切割 / ^tan a =—⑤D其中，1為第一塊楔形棱鏡I與第四塊楔形棱鏡IV的長(zhǎng)度，D為楔形棱鏡的寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)橫向位移按照下式實(shí)現(xiàn),I cos or sin fc/ v n/, ' ^ d =-=---—-⑥C。邶+ ) cos(丄辦 Γ +其中，Y為電光系數(shù)，α為楔角，V為電壓，Iitl為折射率，1為切開(kāi)后第一塊楔形棱鏡I 的底邊長(zhǎng)度，Γ為第二塊楔形棱鏡II與第三塊楔形棱鏡III的長(zhǎng)度和，Γ =IJl25I1S 切開(kāi)后第二塊電光棱鏡Π的底邊長(zhǎng)度，I2 = I1-LD為楔形棱鏡的寬度，h為電光棱鏡的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法，其特征在于，所述按照第一塊楔形棱鏡I、第二塊楔形棱鏡II、第三塊楔形棱鏡III和第四塊楔形棱鏡IV依次組合的長(zhǎng)方體電光棱鏡或?yàn)樘菪谓Y(jié)構(gòu)，且滿(mǎn)足2r<D，其中，2r為激光束入射光束直徑， D為楔形棱鏡的寬度，D = 2(dfflax+r)，dmax為需要產(chǎn)生的最大橫向位移。
5.如權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法，其特征在于，所述第二塊楔形棱鏡II與第三塊楔形棱鏡III的的總長(zhǎng)1 ‘與激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移度成正比。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種調(diào)節(jié)激光束產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移的方法，包括1)將四塊切割后的楔形電光棱鏡組成長(zhǎng)方體電光棱鏡置于出射激光束水平面上；2)設(shè)定z軸，x′軸和y′軸；3)分別在四塊楔形電光棱鏡上外加z軸方向的電壓；4)設(shè)定楔形棱鏡I、楔形棱鏡IV光軸方向與z軸同向，楔形棱鏡II和楔形棱鏡III光軸方向與z軸反向；5)激光束沿y′軸方向射入，確定激光器入射激光束在第一、二塊楔形電光棱鏡中的折射率差；6)得到激光束通過(guò)楔形棱鏡I進(jìn)入楔形棱鏡II的偏轉(zhuǎn)角度；7)激光束出射光束偏轉(zhuǎn)y′方向，在x′方向上產(chǎn)生橫向位移，改變電壓，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移。該方法根據(jù)電光偏轉(zhuǎn)原理，調(diào)節(jié)輸入楔形電光棱鏡電壓值，可同步產(chǎn)生動(dòng)態(tài)橫向位移，并且精度能夠得到保證。
文檔編號(hào)B23K26/08GK102240848SQ20111016068
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者張曉 , 楊小君, 程光華 申請(qǐng)人:中科中涵激光設(shè)備(福建)股份有限公司