一种基于电光-机械复合偏转的激光振镜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高功率脉冲激光器加工技术领域，具体而言，涉及一种基于电光-机械复合偏转的激光振镜。
【背景技术】
[0002]高功率脉冲激光用于打标、切割、钻孔等工业加工时，激光脉冲通过振镜系统在加工工件上进行扫描，从而完成不同设计类型的加工。振镜的扫描速度决定了可采用激光器的重复频率和工件加工的速度。目前已有振镜系统一般采用机械偏转的方式，机械偏转器响应时间长，扫描速度低，限制了工件的激光加工速度，致使加工效率低下。
【实用新型内容】
[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于电光-机械复合偏转的激光振镜，本实用新型将机械偏转器偏转角度大和电光偏转器响应速度快的优点相结合，两者协同大大提尚了激光振镜的扫描速度，提尚激光加工效率。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0005]—种基于电光-机械复合偏转的激光振镜，包括：电光偏转器、机械偏转器、2个驱动电路、激光器和同步机，所述激光器、电光偏转器和机械偏转器按照激光的传输路径依次排列，其中I个所述驱动电路与所述电光偏转器连接，另I个所述驱动电路与所述机械偏转器连接，所述激光器和2个所述驱动电路与同步机连接。
[0006]进一步，所述电光偏转器为数字编码电光偏转器、棱镜电光偏转器、渐变折射率电光偏转器、四电极电光偏转器、畴反转电光偏转器或声光偏转器。
[0007]进一步，所述棱镜电光偏转器包括电光晶体棱镜。
[0008]进一步，所述渐变折射率电光偏转器包括具有克尔效应和空间电荷效应的电光晶体。
[0009]进一步，所述数字编码偏转器包括电光晶体和偏振分光器。
[0010]进一步，所述四电极电光偏转器包括电光晶体和4个电极板。
[0011 ]进一步，所述畴反转电光偏转器包括具有畴结构的电光晶体。
[0012]进一步，所述机械偏转器为反射式激光偏转器或位移式激光偏转器。
[0013]本实用新型的有益效果如下：
[0014]1、本实用新型将机械偏转器与电光偏转器相结合，充分利用了机械偏转器偏转角度大和电光偏转器响应时间短的优点，两者相互弥补缺点，优点协同，机械偏转器实现较大范围的粗扫描，电光偏转器实现小范围的精细扫描，明显提高激光振镜的加工效率；
[0015]2、本实用新型利用同步机控制施加在机械偏转器和电光偏转器上的电信号的时刻，同时控制脉冲激光的输出时刻，控制脉冲激光经过电光偏转器和机械偏转器后偏转量；
[0016]3、激光经过两次偏转，偏转量增大，增大了激光的加工范围，减少了激光振镜和工件位置的调整次数，提高加工效率。
【附图说明】
[0017]图I为本实用新型的激光振镜整体结构示意图；
[0018]图2为本实用新型的数字编码电光偏转器偏转示意图；
[0019]图3为本实用新型的棱镜电光偏转器偏转示意图；
[0020]图4为本实用新型的渐变折射率电光偏转器偏转示意图；
[0021]图5为本实用新型的四电极电光偏转器结构示意图；
[0022]图6为本实用新型的畴反转电光偏转器结构示意图。
[0023]图中：I一电光偏转器，11一电光晶体，12—双折射晶体，13—电光晶体棱镜，14一电光晶体，15—电光晶体，16—电光晶体，161 —畴结构，162—畴壁，163—自发极化方向，2一机械偏转器，31—驱动电路，32一驱动电路，33一电极板，34一电极板，35—电场方向，36—电极板，37—电极板，38—电场方向，4一激光器，40—入射激光，41 一初折射激光，42—再折射激光，5—同步机。
【具体实施方式】
[0024]为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0025]实施例一：
[0026]如图I所不，一种基于电光-机械复合偏转的激光振镜，包括:电光偏转器I、机械偏转器2、驱动电路31、驱动电路32、激光器4和同步机5，所述激光器4、电光偏转器I和机械偏转器2按照激光的传输路径依次排列，驱动电路31与电光偏转器I连接，驱动电路32与机械偏转器2连接，所述激光器4、驱动电路31和驱动电路32均与同步机5连接。
[0027]机械偏转器2可以实现激光大角度的偏转，但是响应时间长；电光偏转器I可以实现激光小角度的偏转，响应时间非常短，可达纳秒量级;本实用新型将机械偏转器2与电光偏转器I相结合，充分利用了机械偏转器2偏转角度大和电光偏转器I响应时间短的优点，两者相互弥补缺点，优点协同，第一种使用方法是电光偏转和机械偏转依次进行:首先改变机械偏转器2的驱动参数，保持电光偏转器I的驱动参数不变，进行较大范围的粗扫描，然后将机械偏转器2的驱动参数保持不变，改变电光偏转器I的驱动参数，实现小范围的精细扫描；第二种使用方法是机械偏转和电光偏转同时进行:入射激光40经过电光偏转器I和机械偏转器2时，机械偏转器2和电光偏转器I的驱动参数均改变，实现全部扫描范围的扫描。本实用新型能够实现高速扫描，明显提高激光振镜的加工效率，并提高加工精度。本实用新型利用同步机5控制施加在机械偏转器2和电光偏转器I上的电信号的时刻，同时控制脉冲激光的输出时刻，控制脉冲激光经过电光偏转器I和机械偏转器2后的偏转量。
[0028]电光偏转器I为数字编码电光偏转器、棱镜电光偏转器、渐变折射率电光偏转器、四电极电光偏转器、畴反转电光偏转器或声光偏转器。机械偏转器2为反射式激光偏转器或位移式激光偏转器。
[0029]—种利用上述的基于电光-机械复合偏转的激光振镜进行激光偏转的方法，包括以下步骤：
[0030](I)激光器4输出的入射激光40入射到电光偏转器I上，同步机5控制驱动电路31对电光偏转器I施加电信号，入射激光40经过电光偏转器I后，得到初偏转激光41，通过控制施加在电光偏转器I上的电压值，可以实现入射激光40较小角度的快速偏转；
[0031 ] (2)初偏转激光41入射到机械偏转器2上，同步机5控制驱动电路32对机械偏转器2施加电压，初偏转激光41经过机械偏转器2后，得到再偏转激光42，通过控制施加在电光偏转器I上的电压值，可以实现初偏转激光41入射到机械偏转器2的入射角度的调整，从而改变再折射激光42的偏转量。入射激光40经过两次偏转，偏转量增大，增大了激光的加工范围，减少了激光振镜和工件位置的调整次数，提高加工效率。
[0032]实施例二：
[0033]与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
[0034]如图2所示，电光偏转器I为数字编码电光偏转器，包括电光晶体11和双折射晶体12,驱动电路31与电光晶体11连接，入射激光40为0光或e光，由于双折射晶体12具有双折射性质，即ο光发生折射，e光直接透过，ο光和e光具有不同的传输路径，若入射激光40经过电光晶体11时，驱动电路31对电光晶体11不施加电信号，入射激光40沿其中一种激光路径传输，若入射激光40经过电光晶体11时，驱动电路31对电光晶体11施加电信号，入射激光40则沿另一条激光路径传输。对电光偏转器I施加和不施加电信号时，入射激光40具有不同的传输路径，得到不同位置的初偏转激光41，从而达到光束扫描的目的。本实施例中仅就I级电光偏转器I进行了说明，若需要，还可以将设置2级电光偏转器，2级电光偏转器设置在I级电光偏转器的激光出射方向，与I级电光偏转器平行设置，使2种路径的初偏转激光41分别再入射到2级电光偏转器，将入射激光40的传输路径增加至4种，从而增加激光束扫描的精度。对于具有η级的电光偏转器，激光路径为2η个。实施例三：
[0035]与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
[0036]如图3所不，电光偏转器I为棱镜电光偏转器，包括电光晶体棱镜13，驱动电路31的电极板与电光晶体棱镜13的上下底面相配合，电光晶体棱镜13为三棱镜，三棱镜的横截面为等腰三角形，入射激光40由三棱镜的一个腰边所在的侧面入射，经过电光晶