双光源联用激光束抛光装置的制作方法

技术特征：
1.一种双光源联用激光束抛光装置，其特征是包括脉冲或连续CO2激光器及激光能量控制系统(1)、超短脉冲激光器及激光能量控制系统(2)、CO2激光光束整形系统(3)、超短脉冲激光光束整形系统(4)、自动聚焦系统(6)、振镜扫描系统(5)、温控及四维平台联动系统(7)；所述的脉冲或连续CO2激光器及激光能量控制系统(1)由连续或者脉冲CO2激光器光源(1-1)、第一小孔(1-2)、第一衰减片(1-3)、第一快门(1-4)和第一透镜(1-5)组成，所述的超短脉冲激光器及激光能量控制系统(2)由超短脉冲激光器(2-1)、第二小孔(2-2)、第二衰减片(2-3)、第二快门(2-4)和第二透镜(2-5)组成，所述的CO2激光光束整形系统(3)由第一扩束镜(3-1)、第一空间光调制器(3-2)、第一双胶合消色差透镜(3-3)、位于该第一空间光调制器(3-2)傅里叶频谱面上的第一针孔(3-4)、第二双胶合消色差透镜(3-5)和第一反射镜(3-6)组成，所述的超短脉冲激光光束整形系统(4)由第二扩束镜(4-1)、第二空间光调制器(4-2)、第三双胶合消色差透镜(4-3)、位于该第二空间光调制器(4-2)傅里叶频谱面上的第二针孔(4-4)、第四双胶合消色差透镜(4-5)和第二反射镜(4-6)组成，所述的振镜扫描系统(5)包括安装在三维可调底座上的振镜扫描系统反射镜(5-1)、f·θ透镜(5-2)、振镜扫描系统扩束镜(5-3)、以及由X轴可旋转的反光镜(5-4-1)和Y轴可旋转的反光镜(5-4-2)组成的振镜扫描器(5-4)，所述的自动聚焦系统(6)由分光镜(6-1)、聚焦物镜(6-2)、离轴二象限信号探测器(6-3)、与该离轴二象限信号探测器(6-3)相连的信号处理器(6-4)、与该信号处理器(6-4)相连的微位移执行器(6-5)组成，所述的温控及四维平台联动系统(7)包括四维平台(7-2)、放置在该四维平台(7-2)上的温度控制器(7-1)、以及控制该四维平台(7-2)移动的联动控制系统(7-3)；上述元件位置关系如下：所述的连续或者脉冲CO2激光器(1-1)光源的输出激光依次经过同光轴的第一小孔(1-2)、第一衰减片(1-3)、第一快门(1-4)、第一透镜(1-5)、第一扩束镜(3-1)和第一空间光调制器(3-2)，经该第一空间光调制器(3-2)反射的光束依次经过同光轴的第一双胶合消色差透镜(3-3)、第一针孔(3-4)、第二双胶合消色差透镜(3-5)和第一反射镜(3-6)，经该第一反射镜(3-6)反射的光路入射到所述的振镜扫描系统反射镜(5-1)，并被该振镜扫描系统反射镜(5-1)反射，该反射光束依次经过竖直方向的同光轴的f·θ透镜(5-2)和振镜扫描系统扩束镜(5-3)，入射到所述的X轴可旋转的反光镜(5-4-1)，经该X轴可旋转的反光镜(5-4-1)反射，进入Y轴可旋转的反光镜(5-4-2)，经该Y轴可旋转的反光镜(5-4-2)反射，垂直依次进入分光镜(6-1)和聚焦物镜(6-2)，该聚焦物镜(6-2)将光束垂直辐射辐照到放置于所述温度控制器(7-1)的样品上；经样品表面反射，反射光依次经聚焦物镜(6-2)和分光镜(6-1)后，由离轴二象限信号探测器(6-3)采集，并传输至信号处理器(6-4)，经信号处理器(6-4)运算产生驱动信号，从而驱动微位移执行器(6-5)的上下微动，该微位移执行器(6-5)与聚焦物镜(6-2)相连，从而带动该聚焦物镜(6-2)进行动态的离焦补偿；所述的超短脉冲激光器(2-1)输出的激光依次经过同光轴的第二小孔(2-2)、第二衰减片(2-3)、第二快门(2-4)、第二透镜(2-5)、第二扩束镜(4-1)和第二空间光调制器(4-2)，经该第二空间光调制器(4-2)反射的光束依次经过同光轴的第三双胶合消色差透镜(4-3)、第二针孔(4-4)、第四双胶合消色差透镜(4-5)和第二反射镜(4-6)，经该第二反射镜(4-6)反射的光路入射到所述的振镜扫描系统反射镜(5-1)，并被该振镜扫描系统反射镜(5-1)反射，该反射光束依次经过竖直方向的同光轴的f·θ透镜(5-2)和振镜扫描系统扩束镜(5-3)，入射到所述的X轴可旋转的反光镜(5-4-1)，经该X轴可旋转的反光镜(5-4-1)反射，进入Y轴可旋转的反光镜(5-4-2)，经该Y轴可旋转的反光镜(5-4-2)反射，垂直依次进入分光镜(6-1)和聚焦物镜(6-2)，该聚焦物镜(6-2)将光束垂直辐射辐照到放置于所述温度控制器(7-1)的样品上；经样品表面反射，反射光依次经聚焦物镜(6-2)和分光镜(6-1)后，由离轴二象限信号探测器(6-3)采集，并传输至信号处理器(6-4)，经信号处理器(6-4)运算产生驱动信号，从而驱动微位移执行器(6-5)的上下微动，该微位移执行器(6-5)与聚焦物镜(6-2)相连，从而带动该聚焦物镜(6-2)进行动态的离焦补偿。2.根据权利要求1所述的双光源联用激光束抛光装置，其特征是所述的第一空间光调制器(3-2)、第二空间光调制器(4-2)为可编反射式纯相位液晶空间光调制器；位于第一空间光调制器(3-2)傅里叶频谱面上的第一针孔(3-4)和位于第二空间光调制器(4-2)傅里叶频谱面上的第二针孔(4-4)仅让一级衍射光通过，通过计算机编程动态地改变第一空间光调制器(3-2)和第二空间光调制器(4-2)上的相位图，在激光抛光和烧蚀的过程中基于不同面型加工的需要实时进行光束空间整形。3.根据权利要求1所述的双光源联用激光束抛光装置，其特征是所述的自动聚焦系统(6)由分光镜(6-1)、聚焦物镜(6-2)、离轴二象限信号探测器(6-3)、信号处理器(6-4)、微位移执行器(6-5)组成，准直光进入聚焦物镜(6-2)后，经样品表面反射，依次经过聚焦物镜(6-2)和分光镜(6-1)由离轴二象限信号探测器(6-3)接受，将两信号做除法运算的结果送入信号处理器(6-4)，并产生微位移执行器的驱动信号，从而驱动微位移执行器(6-5)的上下微动，该微位移执行器(6-5)带动相连的聚焦物镜(6-2)移动进行动态的离焦补偿，离轴二象限信号探测器(6-3)及其相关光路构成了调焦系统的输入系统，是对系统的离焦信号进行动态监测，微位移执行器(6-5)作为系统补偿的执行机构，以保证系统处于合焦状态。4.根据权利要求1所述的双光源联用激光束抛光装置，其特征是所述的振镜扫描系统(5)包括振镜扫描系统反射镜(5-1)、f·θ透镜(5-2)、振镜扫描系统扩束镜(5-3)和由X轴可旋转的反光镜(5-4-1)、Y轴可旋转的反光镜(5-4-2)组成的振镜扫描器(5-4)，振镜扫描器(5-4)将光束投影到四维平台(7-2)的平面，形成一个扫描点，其中f·θ透镜(5-2)用于激光束的聚焦和补偿振镜扫描系统中的线性失真，对扫描图象的畸变进行校正，扫描场畸变的补偿拟采用软件校正的方法。5.根据权利要求1所述的双光源联用激光束抛光装置，其特征是所述的温控及四维平台联动系统(7)由温度控制器(7-1)、四维平台(7-2)、联动控制系统(7-3)组成，其中温度控制器(7-1)为铝制温度控制器，四维平台(7-2)是机械式丝杠驱动系统，由可转动精密丝杆、机电转化装置、滑动摩擦导轨、控制电脑组成，控制电脑将电信号传输到机电转化装置，机电转化装置控制丝杆转动，实现精确定位。6.根据权利要求1所述的双光源联用激光束抛光装置，其特征是所述的振镜扫描系统(5)及温控及四维平台联动系统(7)的控制系统由控制计算机、PLC控制系统、运动伺服控制系统、手持操作盒控制系统、电源系统组成，采用分层的结构进行控制，其中，协调层用于路径规划、解算、加工任务的调度和工作状态的显示；执行层则通过运动控制器对各运动关节进行伺服控制；驱动层用于实现电机的驱动控制，并通过PLC控制系统实现对电气分统的有效控制。7.根据权利要求1所述的双光源联用激光束抛光装置，其特征是所述振镜扫描系统反射镜(5-1)安置在三维可调整的光学底座上，可以根据入射激光束为CO2激光束还是超短脉冲激光束调整反射镜的方向。