激光加工装置的制造方法_2

文档序号:8490965阅读:来源:国知局
转,从而使得所述另一个线圈对14的磁场的轴线平行于第一线圈对14被设置的平面旋转约90度,以使得线圈对14被设置成相对于彼此垂直地旋转。替代地,多个线圈对14是可能的并且线圈对14不允许相对于彼此垂直地旋转,而是所述多个线圈对能够相对于彼此具有另一个适当角度。本质上,磁体17能够通过由线圈对14产生的磁场被偏转,从而使得结构构件12围绕任意空间轴线可枢转所述偏转角度。激光束2的偏转的光学角度的更改为至少±10度,并且在替代实施方式中,优选地为±20度。由此,得出±5度或优选地±10度的反射表面15的偏转角度。
[0032]线圈对14被设置在反射表面15下方,然而,所述线圈对也能够替代地被设置在反射表面15侧向以便减小用于偏转激光束2的设备4的高度。
[0033]线圈对14被控制,从而使得结构构件12并且从而反射表面15不共振,以使得预定偏转角度可调节。
[0034]在高电流被施加到线圈对14的情况下,热产生大到偏转设备4的误操作或毁坏能够发生。然而,为了在必要的情况下以较高电流操作,主动地产生线圈对14下方温度梯度的装置被可选地配置。例如,所述装置能够为被直接地附着在线圈的下方的帕尔帖(Peltier)元件。替代地,以水穿过的安装板9能够被使用。
[0035]对于第二施力部件14,作为两个线圈对14的替代,平行传导路径作为载流元件是可能的。在所述两个实施方式中,偏转被磁性地产生。在另一个替代实施方式中,借助于第一可静电充电元件(例如借助于柔性元件13而非作为第一施力部件17的磁体充电的柱体)并且借助于作为第二施力部件14(例如有区别地充电的柱体元件)的第二可静电充电元件的电偏转器而非线圈对也是可想象的。本质上,第一施力部件17和第二施力部件14中的至少一个耦连到结构构件12,并且两个施力部件14、17中的至少一个被配置成使得其可控制,从而使得两个施力部件取决于触发被朝向彼此吸引或推离。
[0036]设备4可选地配置有角度检测装置19。角度检测装置19为所谓的PSD (位置敏感检测器)。PSD检测从反射表面15被偏转或从所述反射表面的后侧被偏转到表面的单独辅助激光束的位置。利用单独辅助激光束的位置,反射表面15的偏转的实际角度能够由角度检测装置19检测。替代地,角度检测装置19还能够使用线圈对14的线圈的电感的偏移以检测偏转角度。作为另一个替代,角度的改变还能够通过磁体的位置的改变、例如由霍尔传感器检测。用于角度检测装置19的另一个替代为提供LED而非辅助激光束源并且提供光敏二极管,或提供压阻式传感器。
[0037]此外,用于偏转激光束2的装置4可选地配置有偏转角度修正控制装置20。偏转角度修正控制装置20控制线圈对14,从而使得达到结构构件12的预定偏转角度。
[0038]图4示出激光加工装置I的另一个实施方式的示意图,所述激光加工装置具有作为激发介质的棒状固态介质和用于偏转激光束2的装置4。激光加工装置I在此包括安装本体3,激光谐振器5被设置在所述安装本体上并且所述安装本体包括设备4。
[0039]激光谐振器5包括高分辨率(HR)端镜片6、固态激光介质7、Q开关8和作为构件的解親镜片9。可选地,激光束2的变频(frequency conversat1n)是可能的,以便以不同的波长工作,从而,以最优地加工不同的材料。
[0040]通过也可选地被设置在安装本体3上的泵光束源23,泵辐射被产生并且被辐射到激光谐振器5。为了将泵辐射聚焦到激光谐振器5中,激光加工装置I包括由石英玻璃制成的透镜10。透镜10也能够替代地由另一个材料制成或所述透镜也能够为GRIN透镜,即梯度折射率(Gradient index)透镜。替代地,借助于光纤耦连到激光谐振器5的泵光束源能够被配置。
[0041]固态激光介质7由Yb:YAG组成,即掺镱钇铝石榴石激光器,或替代地由掺钕钇铝石植石(Nd:YAG)或钕I凡酸(Nd:vanadate)组成。替代地,镱I凡酸(Yb:vanadate)或另一个激光激发材料的另一个固态激光介质7是可能的。
[0042]解耦镜片9为单独光学装置,其包括面对激光介质的前侧上的介电涂层。介电涂层对于激光而言部分反射。
[0043]在具有脉冲产生器的激光器上,谐振器可选地包括用于产生密集且非常短的激光脉冲的Q开关8。Q开关8在此为声光调制器。替代地,Q开关8能够为电光调制器。替代地,还有其它类型的脉冲产生器,以及从而使用其它光学元件(例如借助于能够被浸泡在谐振器中的吸收器的被动模式耦合)是可想象的。
[0044]光学部件,即透镜10、高分辨率端镜片6、固态激光介质7、Q开关8和解親镜片9经由焊接固定在安装本体3上。替代地,存在将光学部件例如借助于黏合、激光熔焊、夹持或螺固与安装本体3结合的选项。
[0045]安装本体3由掺硅玻璃(微晶玻璃)组成。替代地,玻璃陶瓷(例如ULE、即超低膨胀钛硅酸盐玻璃)或陶瓷(例如氧化铝、氮化铝或氧化硅)是可能的。所述材料具有非常低的热膨胀系数。因此,激光谐振器5的布置能够被构造成温度稳定的。同样地在所述实施方式中,用于产生温度梯度的上述装置能够被可选地配置。
[0046]在所述实施方式中,用于偏转激光束2的设备4被整合在安装本体3中,激光谐振器5被建立在所述安装本体上。因此,获得与激光谐振器5中相同的热条件,由此整个激光加工装置I能够被构造成温度稳定的,以使得激光束2的实际目标位置大体上关联预定目标位置。
[0047]通过将用于偏转激光束2的装置4整合在安装本体3中,基本上可以以与针对激光谐振器5的产生以及针对设备4的产生类似处理步骤加工安装本体3。处理装置和用于将激光谐振器5的光学部件定位的夹具基本上还能够用于MEMS和非MEMS元件的组件。
[0048]角度检测装置19和偏转角度修正控制装置20也可选地配置在所述实施方式中。
[0049]作为另一个选项,激光加工装置I配置有光束形成单元24,所述光束形成单元包括用于影响激光束的光学部件。光束形成单元24在此仅被示意性地展示并且所述光束形成单元能够包括相对于激光束被设置在反射表面15的前方和后方的部件。因此,例如,激光束在反射表面15的前方被加宽并且所述激光束在反射表面15的后方被聚焦到工件。
[0050]此外,激光谐振器的光学部件或光束形成单元的光学部件能够被配置成使得散光能够例如通过柱体透镜的结合被修正。
[0051]激光加工装置I能够包括一个或多个折叠镜片(重定向镜片),其中入射到反射表面15上的角度处于从10度到80度的范围中。
[0052]作为实施例,激光加工装置I在图5中被示出为具有用于偏转激光束2的设备4的第二实施方式。与在图4中被示出的实施方式的不同之处在于,激光束2在激光束2入射到反射表面15上之前借助于两个重定向镜片21重定向(折叠)并且从所述反射表面被偏转。由此,设备4的元件的布置使得MEMS元件能够与在图1至4中被示出的实施方式相比被更有利地安装。重定向镜片21的数量替代地不被确定为两个重定向镜片21,而是所述数量能够为另一个适当数量。替代地,重定向镜片还能够被设置在相对于安装本体3的上侧平行的平面中。
[0053]在图6中,用于偏转激光束的设备4的第三实施方式的一部分被示意性地示出。围绕设备4,屏蔽器件27在此被附着。所述屏蔽器件27为具有高磁导率(铁,锰游金属(软磁性铁镍合金)等)的材料层。借助于屏蔽器件27,由不可磁化材料组成的安装本体3中的由磁体17和/或载流元件14产生的磁场不由外部磁场影响。
[0054]由于磁体17朝向所述层吸引,因此屏蔽器件27相对于磁体17足够距离并且被同心地配置。作用在磁体17与屏蔽器件27之间的力应当较小,以使得借助于结合元件16结合到磁体17的柔性元件13不被过度地变形。在优选实施方式中,屏蔽器件27与磁体17之间的距离小于20mm,并且在特别优选实施方式中,所述距离小于10mm,以便将尽可能紧凑地维持所述装置。
[0055]所有前述替代实施方式具体地在没有相冲突的技术和/或商业原因情况下可结入口 ο
[0056]在使用中,激光束2由激光束源22产生,或由透镜10聚焦到激光谐振器5中的所谓的泵光由泵光束源23产生,由此激
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1