專利名稱：時分光路超大幅面快速激光標刻系統的制作方法
時分光路超大幅面快速激光標刻系統
技術領域：
本發明涉及激光標刻系統，具體涉及時分光路超大幅面快速激光標刻系統。背景技術：
激光標刻(激光標記雕刻)作為一種現代工業加工技術由于其無耗材、無污染以及易于形成永久性標記等優點，廣泛用于在各種金屬，如不銹鋼、鋁材、銅；塑料，橡膠等材料上進行文字、圖案標記，如商標，生產日期，條碼，公司注冊圖案等等。激光標刻系統包括 激光器、激光擴束鏡、及一套振鏡系統，激光器發出的激光經激光擴束鏡、進入振鏡系統對工件進行雕刻，現有技術的激光標刻系統只有一套振鏡系統，在進行大幅面激光標刻時，需使用長焦距場鏡以擴大標刻幅面，若要進行更大幅面的激光標刻，則需利用傳動裝置使振鏡系統與加工工件作相對移動。其缺點在于首先，工件移動所需的時間使得整個加工時間延長，降低了加工效率；其次，相對移動帶來的振動也容易使得激光器的穩定性下降 ’另外，當需要進行高精度激光標刻時，高精度的傳動設備會大大增加系統成本。

發明內容針對現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種振鏡系統與加工工件無相對移動的加工速度快、標記精度高、幅面易于擴充的超大幅面激光標刻系統。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種時分光路超大幅面快速激光標刻系統，包括有激光器和裝于激光器后的擴束鏡，其特征在于還包括裝于擴束鏡后的法拉第旋光器和至少兩套振鏡系統，在每套振鏡系統前分別置有偏振片或全反射鏡，所述偏振片和全反射鏡共同組成時分光路，該時分光路入射端與法拉第旋光器連結，可將法拉第旋光器的來光經偏振片或全反射鏡透射或折射后送至各振鏡系統。所述激光器輸出激光是偏振光。激光器輸出激光先經過激光擴束鏡，可以減小激光遠場發散角。通過法拉第旋光器控制改變激光偏振方向，使激光在偏振片上出現完全反射或完全透射的情況，根據特殊要求，也可出現部分反射或部分射透的情況，且反射光與透射光功率比值可控。經過偏振片的透射光或反射光可以直接進入振鏡系統，也可根據需要，經全反鏡后再進入振鏡系統，從而改變振鏡系統的放置方向。經過偏振片的透射光或反射光可再經過法拉第旋光器，從而形成更多路的激光通斷選擇。根據加工材料對激光的敏感程度，可以在振鏡系統前加機械光間，以完全關斷激光。本發明的有益效果是運用此發明制造的超大幅面激光標刻系統，振鏡系統與加工工件無相對移動，加工速度快、標記精度高、幅面易于擴充，特別適用于大幅面工件的高速高精度激光標刻。
下面結合附圖對發明作進一步的描述。圖1是本發明第一實施例光路示意圖；圖2是本發明第二實施例光路示意圖。圖中1為激光器、2為擴束鏡、3為法拉第旋光器、3A為第二法拉第旋光器、4A、4B 為偏振片、5A、5B、5C為機械光閘、6A、6B、6C為振鏡系統、7為全反射鏡。箭頭所示為激光方向。
具體實施方式

參見附圖，本發明時分光路超大幅面快速激光標刻系統包括有激光器1和裝于激光器1后的擴束鏡2，其特征在于還包括裝于擴束鏡2后的法拉第旋光器3和至少兩套振鏡系統6A、6B、6C，在每套振鏡系統6A、6B或6C前分別置有偏振片4A、4B或全反射鏡7，所述偏振片4A、4B和全反射鏡7共同組成時分光路，該時分光路入射端與法拉第旋光器3連結，可將法拉第旋光器3的來光經偏振片4A、4B或全反射鏡7透射或折射后送至各振鏡系統6A、6B、6C。在本發明的實施例中，所述全反射鏡7是45°全反射鏡，所述激光器輸出激光為偏振光，并且在振鏡系統6A、6B、6C前分別加有機械光閘4A、4B、4C。本發明的第一實施例有兩套振鏡系統6A、6B，在第一振鏡系統6A前置偏振片4A， 第二振鏡系統6B前置全反射鏡7，可將法拉第旋光器3的來光經偏振片4A透射后送至第一振鏡系統6A，亦可將法拉第旋光器3的來光經偏振片4A折射后送至反射鏡7，反射鏡7將來光折射送至第二振鏡系統6B。本發明的第二實施例有三套振鏡系統6A、6B、6C，在第一振鏡系統6A前置第一偏振片4A，第二振鏡系統6B前置第二偏振片4B，在第三振鏡系統6C前置全反射鏡7，可將法拉第旋光器3的來光經第一偏振片4A透射后送至第一振鏡系統6A，亦可將法拉第旋光器3 的來光經第一偏振片4A折射后送至第二偏振片4B，由第二偏振片4B將第一偏振片4A的來光折射向第二振鏡系統6B，還可由第二偏振片4B將第一偏振片4A的來光透射至反射鏡7， 反射鏡7將來光折射送至第三振鏡系統6C。在本發明的第二實施例中，在第一偏振片4A與第二偏振片4B之間還有第二法拉第旋光器3A，經過第一偏振片4A的反射光再經過第二法拉第旋光器加至第二偏振片4B，可形成更多路的激光通斷選擇。在本發明的各實施例中，在各振鏡系統6A、6B、6C前分別裝有機械光閘5A、5B、5C， 用于控制激光光路通斷以控制各振鏡系統6A、6B、6C的工作伏態。以2路選擇通過光路為例，描述本發明的具體運用參見圖1，假設激光器械輸出為垂直于紙面的線偏振激光。輸出激光首先經過擴束鏡2，增大束腰半徑并壓縮其遠場發散角，然后再通過法拉第旋光器3。若此時，法拉第旋光器3不加電壓，則激光的偏振方向不發生變化，即在透過法拉第旋光器后，激光的偏振方向仍垂直于紙面。由于選擇了入射角為45°的偏振片，則偏振方向為垂直于紙面的激光在偏振片上發生全反射，從而經45°全反鏡后，再進入第二振鏡系統。若在法拉第旋光器3上加電壓，使激光偏振方向平行于紙面，則此時激光可以完全透過偏振片，沿圖1中虛線方向進入第一振鏡系統。這樣，通過對法拉第旋光器的電壓控制，實現了在工件上的不同位置進行激光標刻的作用。若兩套振鏡系統所標刻的內容相同，還可以控制法拉第旋光器將激光旋轉為與紙面成45°夾角的線偏振光，從而使得兩套振鏡系統可以同時進行激光標刻，當有特殊要求時，也可通過法拉第旋光器將光旋轉為與紙面成任意夾角的線偏振光，從而現實對兩套振鏡系統所通過的激光功率比值進行調控。由于兩套振鏡系統的位置固定，則實際標刻距離可通過軟件進行校正，從而能方便地現實高定位精度激光標刻。由于當偏振片選擇光路時，在未被選通的方向可能出現少許漏過激光，若所加工材料對此漏過激光非常敏感，還可在兩套振鏡系統上，分別加上機械光間，從而完全阻斷未被選擇通過光路的激光。 另外，如所激光標刻幅面需要進行進一步的擴展，則只需要利用類似原理，可在第一塊偏振片后再加入一套法拉第旋光器和一塊偏振片及一套振鏡系統，如圖2所示，則可對激光標刻幅面進行進一步的擴展。
權利要求
1.一種時分光路超大幅面快速激光標刻系統，包括有激光器(1)和裝于激光器(1)后的擴束鏡O)，其特征在于還包括裝于擴束鏡( 后的法拉第旋光器C3)和至少兩套振鏡系統(6A、6B、6C)，在每套振鏡系統(6A、6B、6C)前分別置有偏振片(4A、4B)或全反射鏡 (7)，所述偏振片(4A、4B)和全反射鏡(7)共同組成時分光路，該時分光路入射端與法拉第旋光器C3)連結，可將法拉第旋光器(3)的來光經偏振片(4A、4B)或全反射鏡(7)透射或折射后送至各振鏡系統(6A、6B、6C)。
2.根據權利要求1所述的時分光路超大幅面快速激光標刻系統，其特征在于反射鏡 (7)是45°全反射鏡。
3.根據權利要求1所述的時分光路超大幅面快速激光標刻系統，其特征在于所述激光器輸出激光為偏振光。
4.根據權利要求1所述的時分光路超大幅面快速激光標刻系統，其特征在于所述振鏡系統(6A、6B、6C)前分別加有機械光閘(4A、4B、4C)。
5.根據權利要求1所述的時分光路超大幅面快速激光標刻系統，其特征在于有兩套振鏡系統(6A、6B)，在第一振鏡系統(6A)前置偏振片(4A)，第二振鏡系統(6B)前置全反射鏡(7)，可將法拉第旋光器(3)的來光經偏振片(4A)透射后送至第一振鏡系統(6A)，亦可將法拉第旋光器(3)的來光經偏振片(4A)折射后送至反射鏡(7)，反射鏡(7)將來光折射送至第二振鏡系統(6B)。
6.根據權利要求1所述的時分光路超大幅面快速激光標刻系統，其特征在于有三套振鏡系統(6A、6B、6C)，在第一振鏡系統(6A)前置第一偏振片(4A)，第二振鏡系統(6B)前置第二偏振片(4B)，在第三振鏡系統(6C)前置全反射鏡(7)，可將法拉第旋光器(3)的來光經第一偏振片(4A)透射后送至第一振鏡系統(6A)，亦可將法拉第旋光器( 的來光經第一偏振片(4A)折射后送至第二偏振片GB)，由第二偏振片GB)將第一偏振片(4A)的來光折射向第二振鏡系統(6B)，還可由第二偏振片GB)將第一偏振片(4A)的來光透射至反射鏡(7)，反射鏡(7)將來光折射送至第三振鏡系統(6C)。
7.根據權利要求6所述的時分光路超大幅面快速激光標刻系統，其特征在于在第一偏振片(4A)與第二偏振片GB)之間還有第二法拉第旋光器(3A)，經過第一偏振片(4A)的反射光再經過第二法拉第旋光器加至第二偏振片GB)。
全文摘要
一種時分光路超大幅面快速激光標刻系統，包括有激光器(1)、擴束鏡(2)和法拉第旋光器(3)，還包括至少兩套振鏡系統(6A、6B、6C)，在每套振鏡系統(6A、6B、6C)前分別置有偏振片(4A、4B)或全反射鏡(7)，所述偏振片(4A、4B)和全反射鏡(7)共同組成時分光路，該時分光路入射端與法拉第旋光器(3)連結，可將法拉第旋光器(3)的來光經偏振片(4A、4B)或全反射鏡(7)透射或折射后送至各振鏡系統(6A、6B、6C)。是一種振鏡系統與加工工件無相對移動的加工速度快、標記精度高、幅面易于擴充的超大幅面激光標刻系統。
文檔編號B41J2/435GK102501614SQ2011103852
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者程賢坤, 金朝龍 申請人:蘇州天弘激光股份有限公司