本發明涉及激光標刻技術領域，尤其涉及一種提高材料激光標刻品質和效率的裝置及標刻方法。

背景技術：

近年來，隨著激光器的可靠性和實用性的提高，加上計算機技術的迅速發展和光學器件的改進，促進了激光標刻技術的發展。激光標刻是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應，從而留下永久性標記的一種打標方法。在激光打標方式中，現在常用的有掩模方式和掃描方式。掃描方式是用計算機控制掃描振鏡使高度聚焦的激光束在工件上移動掃描進行打標，激光標刻通常使用這種方法，單線填充需要標刻的區域。由于固體激光器的光束模式佳，聚焦光斑小，所以加工效果和尺寸精度要求都要優于二氧化碳激光器和光纖激光器。但是聚焦光斑小在填充圖形時，單次掃描填充間距小，導致標刻的效率低。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種提高材料激光標刻品質和效率的裝置及標刻方法，用于解決現有激光標刻裝置效率和品質不佳的技術問題。

為達到上述目的，本發明所提出的技術方案為：

本發明的一種提高材料激光標刻品質和效率的裝置，其包括：

激光器，用于發射激光；

位于所述激光器后方的擴束鏡，用于對所述激光器發射的激光光束進行擴束準直；

位于所述擴束鏡后方的可調分束裝置，所述可調分束裝置用于對激光光束進行分束；

位于所述可調分束裝置后方的高速掃描振鏡，用于改變激光光束的方向；

位于所述高速掃描振鏡后方的遠心平場鏡，用于對激光光束進行聚焦；

位于遠心平場鏡后方的加工平臺，所述加工平臺用于放置并移動待加工工件；

以及計算機，所述計算機控制激光器、高速掃描振鏡和加工平臺對待加工件進行標刻。

優選的，所述的激光器為固定激光器。

優選的，所述的可調分束裝置為衍射光柵分束鏡。

其中，所述的可調分束裝置包括：旋轉中空馬達，所述旋轉中空馬達驅動一衍射光柵分束鏡，所述衍射光柵分束鏡后方設有一凸透鏡，所述凸透鏡后方設有一鏡片距離調節座，所述鏡片距離調節座上設有孔徑光闌。

采用如上任意一項所述的提高材料激光標刻品質和效率的裝置的標刻方法，其包括以下步驟：

第一步，將經過擴束鏡擴束準直后的激光光束進行分束使其分成多束存在一定角度傳播的激光；

第二步，通過調節凸透鏡，改變多光束之間的夾角，從而改變聚焦光點之間的間距；

第三步，通過可調光束裝置改變分束后激光束排列方向，并使排列方向保持和標刻方向相互垂直，對工件進行標刻。

其中，所述第三步之后還包括：通過孔徑光闌改變光束的數量的步驟。

其中，采用固體激光器。

其中，所述的可調光束裝置為衍射光柵分束鏡。

本發明公開的提高材料激光標刻品質和效率的裝置及標刻方法，相比現有技術而言的有益效果在于，采用固體激光器作為光源，提高材料標刻品質和精度，在光路中加入可調分束裝置，將激光束分成若干束可調光斑大小和間距的光點，利用中空馬達實時調節來保持分出的多光束與標刻方向相互垂直，同時標刻，提高了材料標刻的效率。

附圖說明

圖1為本發明提高材料激光標刻品質和效率的裝置的功能模塊示意圖。

圖2為本發明提高材料激光標刻品質和效率的裝置的可調分束裝置部分結構示意圖。

具體實施方式

以下參考附圖，對本發明予以進一步地詳盡闡述。

請參閱附圖1和附圖2，在本實施例中，該提高材料激光標刻品質和效率的裝置，其包括：

激光器1，用于發射激光。用于對材料進行標刻；

位于所述激光器1后方的擴束鏡2，用于對所述激光器1發射的激光光束進行擴束準直；

位于所述擴束鏡2后方的可調分束裝置3，所述可調分束裝置3用于對激光光束進行分束；激光經過可調分束裝置3后被分成N束存在一定角度傳播的激光，可以在垂直于傳播方向的平面上形成多個焦點；

位于所述可調分束裝置3后方的高速掃描振鏡4，用于改變激光光束的方向，形成激光掃描軌跡；

位于所述高速掃描振鏡4后方的遠心平場鏡5，用于對激光光束進行聚焦；聚焦之后的激光光束直接對材料進行標刻；

位于遠心平場鏡5后方的加工平臺7，所述加工平臺7用于放置并移動待加工工件6；

以及計算機8，所述計算機控制8激光器1、高速掃描振鏡4和加工平臺7對待加工件進行標刻。計算機通過控制激光器1，以及高速掃描振鏡4和加工平臺7的運動，從而實現在工件6的表面實現不同軌跡標刻。

優選的，在本實施例中，所述的激光器1為固定激光器。所述的可調分束裝置3為衍射光柵分束鏡。

更具體的，請再次參閱附圖2，所述的可調分束裝置3包括：旋轉中空馬達31，所述旋轉中空馬達31驅動一衍射光柵分束鏡32，所述衍射光柵分束鏡32后方設有一凸透鏡33，所述凸透鏡33后方設有一鏡片距離調節座34，所述鏡片距離調節座34上設有孔徑光闌35。即，激光經過衍射光柵分束鏡32后被分成N束存在一定角度傳播的激光，可以在垂直于傳播方向的平面上形成多個焦點，不同光束之間的夾角也是相等的，再經過凸透鏡33搭配鏡片距離調節底座34在光軸上的前后移動來改變多光束之間的夾角，從而改變聚焦光點之間的間距，旋轉中空馬達31調節衍射光柵分束鏡32的角度，來改變分束后激光束排列方向，該方向保持和標刻方向相互垂直?？讖焦怅@35可以改變光束數量。

采用上述結構的提高材料激光標刻品質和效率的裝置的標刻方法，其包括以下步驟：

第一步，將經過擴束鏡擴束準直后的激光光束進行分束使其分成多束存在一定角度傳播的激光；

第二步，通過調節凸透鏡，改變多光束之間的夾角，從而改變聚焦光點之間的間距；

第三步，通過可調光束裝置改變分束后激光束排列方向，并使排列方向保持和標刻方向相互垂直，對工件進行標刻。

其中，所述第三步之后還包括：通過孔徑光闌改變光束的數量的步驟。其中激光器采用固體激光器；所述的可調光束裝置為衍射光柵分束鏡。

更具體的，首先采用固體激光器1作為光源，經過擴束鏡2后對激光進行擴束準直，擴束后的激光通過可調分束裝置3后激光束分為N束具有相同特性、發散狀的激光束，經過高速掃描振鏡4后改變激光傳播方向，同時通過計算機8控制激光掃描位置以及分束裝置的中空馬達轉動，通過遠心平場鏡5的聚焦作用，將激光聚焦到工件6表面，工件6擺放于載物平臺7上。

本發明的提高材料激光標刻品質和效率的裝置及標刻方法，優先采用固體激光器作為光源，提高材料標刻品質和精度，在光路中加入可調變光分束裝置，將激光束分成若干束可調光斑大小和間距的光點，利用中空馬達實時調節來保持分出的多光束與標刻方向相互垂直，同時標刻，提高了材料標刻的效率。

上述內容，僅為本發明的較佳實施例，并非用于限制本發明的實施方案，本領域普通技術人員根據本發明的主要構思和精神，可以十分方便地進行相應的變通或修改，故本發明的保護范圍應以權利要求書所要求的保護范圍為準。