一種基于機械-電光復合偏轉的激光振鏡的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高功率脈沖激光器加工技術領域，具體而言，涉及一種基于機械-電光復合偏轉的激光振鏡。
【背景技術】
[0002]高功率脈沖激光用于打標、切割、鉆孔等工業加工時，激光脈沖通過振鏡系統在加工工件上進行掃描，從而完成不同設計類型的加工。振鏡的掃描速度決定了可采用激光器的重復頻率和工件加工的速度。目前已有振鏡系統一般采用機械偏轉的方式，機械偏轉器響應時間長，掃描速度低，限制了工件的激光加工速度，致使加工效率低下。
【實用新型內容】
[0003]針對上述現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種基于機械-電光復合偏轉的激光振鏡，本實用新型將機械偏轉器偏轉角度大和電光偏轉器響應速度快的優點相結合，兩者協同大大提尚了激光振鏡的掃描速度，提尚激光加工效率。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
[0005]—種基于機械-電光復合偏轉的激光振鏡，包括:機械偏轉器、電光偏轉器、2個驅動電路、激光器和同步機，所述激光器、機械偏轉器和電光偏轉器按照激光的傳輸路徑依次排列，其中I個所述驅動電路與所述機械偏轉器連接，另I個所述驅動電路與所述電光偏轉器連接，所述激光器和2個所述驅動電路分別與同步機連接。
[0006]進一步，所述電光偏轉器為數字編碼電光偏轉器、棱鏡電光偏轉器、漸變折射率電光偏轉器、四電極電光偏轉器、疇反轉電光偏轉器或聲光偏轉器。
[0007]進一步，所述棱鏡電光偏轉器包括電光晶體棱鏡。
[0008]進一步，所述漸變折射率電光偏轉器包括具有克爾效應和空間電荷效應的電光晶體。
[0009]進一步，所述數字編碼偏轉器包括電光晶體和偏振分光器。
[0010]進一步，所述四電極電光偏轉器包括電光晶體和4個電極板。
[0011 ]進一步，所述疇反轉電光偏轉器包括具有疇結構的電光晶體。
[0012]進一步，所述機械偏轉器為反射式激光偏轉器或位移式激光偏轉器。
[0013]本實用新型的有益效果如下：
[0014]1、本實用新型將機械偏轉器與電光偏轉器相結合，充分利用了機械偏轉器偏轉角度大和電光偏轉器響應時間短的優點，兩者相互彌補缺點，優點協同，機械偏轉器實現較大范圍的粗掃描，電光偏轉器實現小范圍的精細掃描，明顯提高激光振鏡的加工效率；
[0015]2、本實用新型利用同步機控制施加在機械偏轉器和電光偏轉器上的電壓和電信號的時刻，同時控制脈沖激光的輸出時刻，控制脈沖激光經過機械偏轉器和電光偏轉器后偏轉量；
[0016]3、激光經過兩次偏轉，偏轉量增大，增大了激光的加工范圍，減少了激光振鏡和工件位置的調整次數，提高加工效率。
【附圖說明】
[0017]圖I為本實用新型的激光振鏡整體結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的數字編碼電光偏轉器偏轉示意圖；
[0019]圖3為本實用新型的棱鏡電光偏轉器偏轉示意圖；
[0020]圖4為本實用新型的漸變折射率電光偏轉器偏轉示意圖；
[0021]圖5為本實用新型的四電極電光偏轉器結構示意圖；
[0022]圖6為本實用新型的疇反轉電光偏轉器結構示意圖。
[0023]圖中：I一機械偏轉器，2—電光偏轉器，21—電光晶體，22—雙折射晶體，23—電光晶體棱鏡，24—電光晶體，25—電光晶體，26—電光晶體，261 —疇結構，262—疇壁，263—自發極化方向，31—驅動電路，32—驅動電路，33—電極板，34—電極板，35—電場方向，36—電極板，37—電極板，38—電場方向，4一激光器，40—入射激光，41一初折射激光，42—再折射激光，5—同步機。
【具體實施方式】
[0024]為了使本領域的人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0025]實施例一：
[0026]如圖I所不，一種基于機械-電光復合偏轉的激光振鏡，包括:機械偏轉器I、電光偏轉器2、驅動電路31、驅動電路32、激光器4和同步機5，所述激光器4、機械偏轉器I和電光偏轉器2按照激光的傳輸路徑依次排列，驅動電路31與所述機械偏轉器I連接，驅動電路32與所述電光偏轉器2連接，所述激光器4、驅動電路31和驅動電路32分別與同步機5連接。
[0027]機械偏轉器I可以實現激光大角度的偏轉，但是響應時間長；電光偏轉器2可以實現激光小角度的偏轉，響應時間非常短，可達納秒量級;本實用新型將機械偏轉器I與電光偏轉器2相結合，充分利用了機械偏轉器I偏轉角度大和電光偏轉器2響應時間短的優點，兩者相互彌補缺點，優點協同，第一種使用方法是機械偏轉和電光偏轉依次進行:首先改變機械偏轉器I的驅動參數，保持電光偏轉器2的驅動參數不變，進行較大范圍的粗掃描，然后將機械偏轉器I的驅動參數保持不變，改變電光偏轉器2的驅動參數，實現小范圍的精細掃描，當需要再折射激光42的偏轉量較大，僅通過電光偏轉器2不能實現時，再調整施加在機械偏轉器I上的電壓，大角度的調整再折射激光42的偏轉量。第二種使用方法是機械偏轉和電光偏轉同時進行:入射激光40經過機械偏轉器I和電光偏轉器2時，機械偏轉器I和電光偏轉器2的驅動參數均改變，實現全部掃描范圍的掃描。本實用新型能夠實現高速掃描，明顯提高激光振鏡的加工效率，并提高加工精度。本實用新型利用同步機5控制施加在機械偏轉器I和電光偏轉器2上的電壓和電信號的時刻，同時控制脈沖激光的輸出時刻，控制脈沖激光經過機械偏轉器I和電光偏轉器2后的偏轉量。
[0028]電光偏轉器2為數字編碼電光偏轉器、棱鏡電光偏轉器、漸變折射率電光偏轉器、四電極電光偏轉器、疇反轉電光偏轉器或聲光偏轉器。機械偏轉器I為反射式激光偏轉器或位移式激光偏轉器。
[0029]—種利用上述的基于機械-電光復合偏轉的激光振鏡進行激光偏轉的方法，包括以下步驟：
[0030](I)激光器4輸出的入射激光40入射到機械偏轉器I上，同步機5控制驅動電路31對機械偏轉器I施加電壓的時刻，入射激光40經過機械偏轉器I后，得到初偏轉激光41，通過控制施加在機械偏轉器I上的電壓值，可以實現入射激光40較大角度的偏轉；
[0031 ] (2)初偏轉激光41入射到電光偏轉器2上，同步機5控制驅動電路32對電光偏轉器2施加電信號的時刻，初偏轉激光41經過電光偏轉器2后，得到再偏轉激光42，通過控制施加在電光偏轉器2上的電信號，可以實現初偏轉激光41平面內較小角度的偏轉。入射激光40經過兩次偏轉，偏轉量增大，增大了激光的加工范圍，減少了激光振鏡和工件位置的調整次數，提高加工效率。
[0032]實施例二：
[0033]與實施例一相同的部分不再贅述，不同的是：
[0034]如圖2所不，電光偏轉器2為數字編碼電光偏轉器，包括電光晶體21和偏振分光器，偏振分光器選為雙折射晶體22，驅動電路32與電光晶體21連接，初偏轉激光41為0光或e光，由于雙折射晶體22具有雙折射性質，8卩0光發生折射，e光直接透過，ο光和e光具有不同的傳輸路徑，若初偏轉激光41經過電光晶體21時，驅動電路32對電光晶體21不施加電信號，初偏轉激光41沿其中一種激光路徑傳輸，若初偏轉激光41經過電光晶體21時，驅動電路32對電光晶體21施加電信號，初偏轉激光41則沿另一條激光路徑傳輸。對電光偏轉器2施加和不施加電信號時，初偏轉激光41具有不同的傳輸路徑，得到不同位置的再偏轉激光42，從而達到光束掃描的目的。本實施例中僅就I級電光偏轉器2進行了說明，若需要，還可以將設置2級電光偏轉器，2級電光偏轉器設置在I級電光偏轉器的激光出射方向，與I級電光偏轉器平行設置，使2種路徑的再偏轉激光42分別再入射到2級電光偏轉器，將入射激光40的傳輸路徑增加至4種，從而增加激光束掃描的精度。對于具有η級的電光偏轉器，激光路徑為2n個。
[0035]實施例三：
[0036]與實施例一相同的部分不再贅述，不同的是：
[0037 ] 如圖3所不，電光偏轉器2為棱鏡電光偏轉器，包括電光晶體棱鏡23，驅動電