一种培育金刚石表面激光抛光方法及装置与流程

本申请涉及金刚石抛光领域，具体而言，涉及一种培育金刚石表面激光抛光方法及装置。

背景技术：

1、金刚石材料是已知的硬度最高的天然材料，对其有效的材料去除局限于有限的几种效率低且昂贵的方式。现有的工业级金刚石抛光方式采用聚酯金刚石磨料抛光片，通过旋转接触金刚石表面对其进行缓慢和高工具磨损的抛光技术，易于在金刚石表面形成热积累，造成微裂纹和崩边。而且，此种抛光方式局限于样品表面形貌，数十微米以上的样品表面起伏会带来抛光轮未接触表面，形成未加工区。

技术实现思路

1、本申请的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本申请的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、为了解决以上背景技术部分提到的技术问题，本申请的一些实施例提供了一种培育金刚石表面激光抛光装置，包括：激光器，用于输出光束；聚焦光学元件，用于对光束进行聚焦形成一个激光光斑；光学扫描机构，用于控制光束的空间扫描位置和轨迹，以使激光光斑形成激光线；移动载体，用于使待抛光金刚石材料沿预设轨迹运动，以使激光线在待抛光金刚石材料的抛光面上的运动范围覆盖抛光面；其中，所述移动载体上设置有多个用于夹持待抛光金刚石材料的夹持机构和用于支撑多个夹持机构的支撑机构；所述夹持机构上形成有夹持位；所述支撑机构上形成有支撑位；所述支撑位和多个夹持位用于使待抛光金刚石材料固定。

3、进一步地，所述激光器为超快激光器。

4、进一步地，所述激光器处设置扩束镜；所述扩束镜用于扩大光束直径。

5、进一步地，所述扩束镜处设置有反射镜；所述反射镜用于改变激光器输出光束的方向，以使光束到达聚焦光学元件处。

6、进一步地，所述抛光深度为5-15微米。

7、进一步地，所述移动载体上设置有多个用于夹持待抛光金刚石材料的夹持机构和用于支撑多个夹持机构的支撑机构；所述夹持机构上形成有夹持位；所述支撑机构上形成有支撑位；所述支撑位和多个夹持位用于使待抛光金刚石材料固定。

8、进一步地，所述支撑机构包含：支撑杆和支撑块；所述支撑块用于安装夹持机构；所述支撑杆用于将支撑块安装在移动载体上；所述支撑杆上设置有真空吸件；所述真空吸件用于吸附待抛光金刚石材料。

9、进一步地，所述夹持机构包含：传动件、夹持件和驱动件；所述传动件的一端与夹持件连接，另一端与支撑块铰接；所述驱动件用于实现传动件绕一固定轴线转动，以使多个夹持机构的传动件相互靠近旋转和相互远离旋转；能够实现夹持件相互靠近和相互远离。

10、进一步地，所述驱动件包含：弹性绳、支架、驱动电机、驱动转轴和绕线轮；所述传动件上形成有限位孔；所述弹性绳的穿过多个限位孔后向下延伸至绕线轮处，且与绕线轮固定；所述支架与支撑块固定连接；所述驱动转轴与支架转动连接；所述驱动电机用于使驱动转轴转动，实现绕线轮将弹性绳缠绕，传动件受到弹性绳的外力相互靠拢使夹持件夹持待抛光金刚石材料。

11、一种培育金刚石表面激光抛光方法，采用一种培育金刚石表面激光抛光装置，所述方法包括：

12、通过光学扫面装置和聚焦光学元件，使激光通过聚焦光学元件聚焦形成的激光斑点位于待抛光金刚石的表面上；

13、通过光学扫描装置控制光束的空间扫描位置和轨迹，使激光斑点在抛光面上形成激光线；

14、通过移动载体沿预设轨迹运动，使激光线在抛光面上的运动范围覆盖抛光面。

15、本申请的有益效果在于：提供一种利用超快激光对金刚石表面抛光的加工技术与装置，解决传统培育金刚石生长面的波纹面和切割面产生碳化层问题。利用超快激光在样品表面进行往复扫描，对表面凸起或碳化层进行去除，获得亚微米到纳米级光亮表面，去除深度控制在数十微米，与机械抛光相比，速度快，热影响小，损耗小，无污染。

技术特征：

1.一种培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于：所述激光器为超快激光器。

3.根据权利要求1所述的培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于：所述激光器处设置扩束镜；所述扩束镜用于扩大光束直径。

4.根据权利要求1所述的培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于：所述扩束镜处设置有反射镜；所述反射镜用于改变激光器输出光束的方向，以使光束到达聚焦光学元件处。

5.根据权利要求1所述的培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于：所述抛光深度为5-15微米。

6.根据权利要求1所述的培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于：所述移动载体上设置有多个用于夹持待抛光金刚石材料的夹持机构和用于支撑多个夹持机构的支撑机构；所述夹持机构上形成有夹持位；所述支撑机构上形成有支撑位；所述支撑位和多个夹持位用于使待抛光金刚石材料固定。

7.根据权利要求6所述的培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于：所述支撑机构包含：支撑杆和支撑块；所述支撑块用于安装夹持机构；所述支撑杆用于将支撑块安装在移动载体上；所述支撑杆上设置有真空吸件；所述真空吸件用于吸附待抛光金刚石材料。

8.根据权利要求7所述的培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于：所述夹持机构包含：传动件、夹持件和驱动件；所述传动件的一端与夹持件连接，另一端与支撑块铰接；所述驱动件用于实现传动件绕一固定轴线转动，以使多个夹持机构的传动件相互靠近旋转和相互远离旋转；能够实现夹持件相互靠近和相互远离。

9.根据权利要求8所述的培育金刚石表面激光抛光装置，其特征在于：所述驱动件包含：弹性绳、支架、驱动电机、驱动转轴和绕线轮；所述传动件上形成有限位孔；所述弹性绳的穿过多个限位孔后向下延伸至绕线轮处，且与绕线轮固定；所述支架与支撑块固定连接；所述驱动转轴与支架转动连接；所述驱动电机用于使驱动转轴转动，实现绕线轮将弹性绳缠绕，传动件受到弹性绳的外力相互靠拢使夹持件夹持待抛光金刚石材料。

10.一种培育金刚石表面激光抛光方法，其特征在于：采用如权力要求1-9任意一项所述的一种培育金刚石表面激光抛光装置，所述方法包括：

技术总结
本申请公开了一种培育金刚石表面激光抛光方法及装置，其属于金刚石抛光领域。包括：激光器；聚焦光学元件，用于对光束进行聚焦形成一个激光光斑；光学扫描机构，用于控制光束的空间扫描位置和轨迹，以使激光光斑形成激光线；移动载体，用于使待抛光金刚石材料沿预设轨迹运动，以使激光线在待抛光金刚石材料的抛光面上的运动范围覆盖抛光面。本申请的有益效果在于提供一种利用超快激光对金刚石表面抛光的加工技术与装置，解决传统培育金刚石生长面的波纹面和切割面产生碳化层问题。

技术研发人员：蒋立佳,宣婷,杜珊,朱晓农,蒋仕彬,李夏
受保护的技术使用者：杭州银湖激光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15