金刚石切割装置及双激光高效金刚石切割系统的制作方法

本实用新型涉及金刚石切割领域，尤其涉及一种金刚石切割装置及双激光高效金刚石切割系统。

背景技术：

金刚石具有自然界物质中最高的硬度刚性、折射率、导热系数以及优良的抗磨损、抗腐蚀性和化学稳定性等，由于金刚石硬度较高，传统加工方式多数以金刚石的研磨为基础、涉及锯和抛光等。目前也有用激光加工蚀刻金刚石，但加工效率很低，耗时长。

鉴于此，有必要提供一种新型的金刚石切割装置及双激光高效金刚石切割系统，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种金刚石切割装置及双激光高效金刚石切割系统，旨在解决现有技术中效率低、耗时长的技术问题。

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种金刚石切割装置，包括：

第一激光发射器、第二激光发射器、激光合束装置和激光聚焦装置；

所述第一激光发射器用于发射第一波长激光，所述第二激光发射器用于发射第二波长激光；

所述激光合束装置用于接收所述第一波长激光和所述第二波长激光并使得所述第一波长激光和所述第二波长激光合并为一束激光；

所述激光聚焦装置用于接收从所述激光合束装置射出的所述第一波长激光和所述第二波长激光并将所述第一波长激光和所述第二波长激光的光束聚焦至预设位置。

优选地，所述第一波长激光的入射方向与所述第二波长激光的入射方向垂直。

优选地，所述第一波长激光沿水平方向射出，所述第二波长激光沿竖直方向射出。

优选地，所述第一波长激光的波长小于所述第二波长激光的波长，所述激光聚焦装置设置于所述第二波长激光的入射方向上。

优选地，所述第一波长激光为绿色皮秒激光，所述第二波长激光为红外钠秒激光或红外皮秒激光。

优选地，所述第一波长激光为紫外皮秒激光，所述第二波长激光为红外钠秒激光或红外皮秒激光。

优选地，所述金刚石切割装置还包括第一准直整形镜组和第二准直整形镜组，所述第一准直整形镜组设置于所述第一激光发射器和所述激光合束装置之间，所述第二准直整形镜组设置于所述第二激光发射器和所述激光合束装置之间。

优选地，所述激光合束装置包括合束镜，所述第一波长激光与所述合束镜的第一入射角，以及所述第二波长激光与所述合束镜的第二入射角均为45度。

优选地，所述激光聚焦装置包括聚焦镜。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供一种双激光高效金刚石切割系统，所述双激光高效金刚石切割系统包括上述所述的金刚石切割装置，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一激光发射器和第二激光发射器信号连接。

本实用新型的上述技术方案中，金刚石切割装置包括第一激光发射器、第二激光发射器、激光合束装置和激光聚焦装置；第一激光发射器用于发射第一波长激光，第二激光发射器用于发射第二波长激光；激光合束装置用于接收第一波长激光和第二波长激光并使得第一波长激光和第二波长激光合并为一束激光；激光聚焦装置用于接收从激光合束装置射出的第一波长激光和第二波长激光并将第一波长激光和第二波长激光的光束聚焦至预设位置。该实用新型通过第一波长激光和第二波长激光共同加工金刚石，能在保证加工精度的前提下，实现更大的去除量，提高加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例金刚石切割装置的示意图。

附图标号说明：

1、第一激光发射器；2、第二激光发射器；3、合束镜；4、激光聚焦装置；5、第一准直整形镜组；6、第二准直整形镜组；7、金刚石。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1，本实用新型提供一种金刚石切割装置，包括：

第一激光发射器1、第二激光发射器2、激光合束装置和激光聚焦装置4；第一激光发射器1用于发射第一波长激光，第二激光发射器2用于发射第二波长激光；激光合束装置用于接收第一波长激光和第二波长激光并使得第一波长激光和第二波长激光合并为一束激光；激光聚焦装置4用于接收从激光合束装置射出的第一波长激光和第二波长激光并将第一波长激光和第二波长激光的光束聚焦至预设位置。

现有技术中，由于金钢石硬度较高，经常采用研磨的方式对金刚石7加工，但研磨效率低。也有采用激光加工蚀刻金刚石7的方式，但若采用能量较低的激光加工效率仍然很低，若采用能量较高的激光加工则加工精度得不到保证。上述实施例中，采用第一波长激光和第二波长激光经激光合束装置合并后一同对金刚石7进行加工，本领域技术人员可以理解，不同波长的激光对应不同的能量，该实施例既可以确保加工精度，又可以提高加工效率。这里需要说明的是，第一波长激光和第二波长激光合并为一束激光仅指物理上的光束的集中。

作为上述实施例的一种优选实施方式，第一波长激光的入射方向与第二波长激光的入射方向垂直。具体地，第一波长激光沿水平方向射出，第二波长激光沿竖直方向射出。第一波长激光的波长小于第二波长激光的波长，激光聚焦装置4设置于第二波长激光的入射方向上。第一波长激光为绿色皮秒激光或紫外皮秒激光，第二波长激光为红外钠秒激光或红外皮秒激光。

因为金刚石7对紫外/绿光辐射有较强吸收，因此第一波长激光采用低能量的绿光/紫外皮秒激光，在金刚石7待加工位置进行蚀刻石墨化，在金刚石7表面形成微小的沟槽；第二波长激光为高能量的红外纳秒或红外皮秒激光，金刚石7表面形成微小的沟槽能增大金刚石7对第二波长激光辐射的吸收，提高加工效率。上述实施例中，采用第一波长激光和第二波长激光共同加工的方式，在保证精度的条件下，金刚石7的去除加工量更大，整体加工效率大大提高。

进一步地，金刚石7切割装置还包括第一准直整形镜组5和第二准直整形镜组6，第一准直整形镜组5设置于第一激光发射器1和激光合束装置之间，第二准直整形镜组6设置于第二激光发射器2和激光合束装置之间。第一准直整形镜组5和第二准直整形镜组6主要用于将激光源发出的光线转化成平行光束射向激光合束装置。

进一步地，激光合束装置包括合束镜3，第一波长激光与合束镜3的第一入射角，以及第二波长激光与合束镜3的第二入射角均为45度。合束镜3是一种半透反射镜，它将两种(或多种)波长的光线分别通过透射和反射的方法合成到一条光路上。合束镜3用于将第一波长激光和第二波长激光合为一束光线，射向激光聚焦装置4，激光聚焦装置4包括聚焦镜，用于聚焦激光的能量，形成一个光斑，对金刚石7进行加工。具体地，本申请中第一波长激光通过合束镜3反射，第二波长激光通过合束镜3透射合并成一束光束射向激光聚焦装置4。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供一种双激光高效金刚石切割系统，双激光高效金刚石切割系统包括上述的金刚石7切割装置，还包括控制器，控制器分别与第一激光发射器1和第二激光发射器2信号连接。由于双激光高效金刚石切割系统包括了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述所有实施例带来的全部有益效果，在此不再一一赘述。另外，可以通过控制器时序控制第一激光发射器1和第二激光发射器2。例如，当需要对金刚石7进行切割，先开启第一激光发射器1，使金刚石7表面形成微小的沟槽，延时预设时间后开启第二激光发射器2，这样能大大增大金刚石7对第二波长激光的吸收，在确保精度的条件下，提高加工效率。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的技术构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围。