专利名称：一种基于pzt与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光加工领域，特别是一种基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置。
背景技术：
激光微孔加工在汽车、微电子，航天航空，生物医学，太阳能及燃料电池新能源等高新技术产业领域有着广泛应用。其加工切面整齐，热效应小，无微裂纹和冶金缺陷，加工速度快，效率高，对材料无选择性，有着传统的机械加工，以及电火花加工所无法比拟的优越性。在汽车领域中，喷油嘴有着非常精密的指标要求，其形状一般为上端面孔径小下端面孔径大的倒锥孔。喷油嘴的加工质量直接影响喷油嘴的雾化特性，油线贯穿度及流量系数， 最终影响柴油机的动力特性。由于激光束的聚焦是一个光束直径由大变小的过程，因此加工上端面大，下端面小的微孔相对比较容易，而加工倒锥孔则比较困难。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置， 该装置通过驱动PZT光学平台，改变电压输入大小使光束产生偏转调节孔径，双光楔调节其相互间隔使光束产生横向的位置移动，可实现倒锥孔的加工。本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。一种基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置，包括一个激光器和一个待加工的工件，在所述激光器出射激光束面上设有一块偏振分光棱镜，与偏振分光棱镜反射的激光束相对应处设有一个PZT光学平台，在PZT光学平台与偏振分光棱镜之间以及偏振分光棱镜的下方分别设有四分之一波片；偏振分光棱镜的下方间隔四分之一波片依次垂直分布有双光楔、聚焦物镜和工件。本实用新型进一步的特征在于所述PZT光学平台相对于偏振分光棱镜反射后入射激光束成垂直分布，PZT光学平台与计算机电连接。所述偏振分光棱镜镜面与激光束成倾斜角度设置，镜面的倾斜角度为45°。所述双光楔为两个光楔相互成平行间隔设置，双光楔通过电机与计算机相连。本实用新型扫描倒锥孔的激光微加工装置，驱动PZT光学平台运动实现出射光束扫描出圆轨迹，通过旋转的有一定空气间隔的双光楔与PZT光学平台同步运动，可实现光束产生一定的横向位移，按照需要，调节PZT振幅，实施机械控制步进调焦，可实现微米级孔径的倒锥孔加工。调节双光楔之间的相互间隔，可改变横向位移大小，从而改变倒锥孔的锥度。比起现有的方法，本装置可实现锥度实时控制，在确保高精度的同时更加简单易实现。
[0011]图1是本实用新型实施例结构示意图。图2是本实用新型实施例光路传输原理图。图中1、激光器；2、偏振分光棱镜；3、四分之一波片；4、PZT光学平台；5、双光楔； 6、聚焦物镜；7、工件；8、计算机；9、电机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。如图1所示，该基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置，包括一个激光器 1和一个待加工的工件7，其中在所述激光器1出射激光束面上设有一块偏振分光棱镜2， 与偏振分光棱镜2反射的激光束相对应处设有一个PZT光学平台4，在PZT光学平台4与偏振分光棱镜2之间以及偏振分光棱镜2的下方分别设有四分之一波片3 ；偏振分光棱镜2 的下方间隔四分之一波片3依次垂直分布有双光楔5、聚焦物镜6和工件7 ；PZT光学平台4 相对于偏振分光棱镜2反射后入射激光束成垂直分布，PZT光学平台4与计算机8电连接。在本实施例中，偏振分光棱镜2镜面与激光束成倾斜角度设置，镜面的倾斜角度为 45°。在本实施例中，双光楔5为两个光楔相互成平行间隔设置，双光楔5通过电机9与计算机8相连。如图2所示，给出了本实用新型PZT与双光楔倒锥孔的光路传输原理示意图。PZT光学平台4垂直放置，激光束经过偏振分光棱镜2，通过一个1/4波片3垂直入射到PZT光学平台4镜面上，分别给PZT光学平台4的X，Y方向按照正余弦参数逐步加压。令
{x=Asin0 y=AcosU 则有x2+y2 = A2, A为电压的振幅，因此PZT光学平台4按照圆的轨迹方程运动。 PZT光学平台4做圆周运动，反射光束也做圆周运动，依次通过1/4波片3，偏振分光棱镜2， 1/4波片3入射到有一定空气间隔的双光楔5上，光束通过双光楔5产生向右的横向偏移， 经聚焦物镜6聚焦后，射入工件7，由于双光楔5的旋转运动与PZT光学平台4同步，按照加工需要调节PZT光学平台4输入电压的振幅，通过机械调焦，可在工件7上扫描出上端面孔径小，下端面孔径大的倒锥孔。设置PZT光学平台4输入电压的最大振幅为定值，也可进行柱孔的扫描加工。系统装置搭建如图1所示，光路原理如图2所示。
权利要求1.一种基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置，包括一个激光器(1)和一个待加工的工件(7)，其特征在于在所述激光器(1)出射激光束面上设有一块偏振分光棱镜 (2)，与偏振分光棱镜(2)反射的激光束相对应处设有一个PZT光学平台(4)，在PZT光学平台(4)与偏振分光棱镜(2)之间以及偏振分光棱镜(2)的下方分别设有四分之一波片(3)； 偏振分光棱镜(2)的下方间隔四分之一波片(3)依次垂直分布有双光楔(5)、聚焦物镜(6) 和工件(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置，其特征在于所述PZT光学平台(4)相对于偏振分光棱镜(2)反射后入射激光束成垂直分布， PZT光学平台(4)与计算机⑶电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置，其特征在于所述偏振分光棱镜(2)镜面与激光束成倾斜角度设置，镜面的倾斜角度为45°。
4.根据权利要求1所述的一种基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置，其特征在于所述双光楔(5)为两个光楔相互成平行间隔设置，双光楔(5)通过电机(9)与计算机⑶相连。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PZT与双光楔的激光加工倒锥孔的扫描装置，包括一个激光器和一个待加工的工件，在所述激光器出射激光束面上设有一块偏振分光棱镜，与偏振分光棱镜反射的激光束相对应处设有一个PZT光学平台，在PZT光学平台与偏振分光棱镜之间以及偏振分光棱镜的下方分别设有四分之一波片；偏振分光棱镜的下方间隔四分之一波片依次垂直分布有双光楔、聚焦物镜和工件。该装置能够驱动PZT光学平台运动实现出射光束扫描出圆轨迹，通过间隔设置的双光楔调节其相互间隔并与PZT光学平台同步运动，可实现光束产生一定的横向位移，从而实现微米级孔径的倒锥孔加工。
文档编号B23K26/38GK202224848SQ201120299289
公开日2012年5月23日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者张晓 , 李明, 杨小君, 程光华, 赵卫 申请人:中科中涵激光设备(福建)股份有限公司