雷射內雕機的製作方法

2023-06-28 14:54:01

專利名稱：雷射內雕機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於雷射加工設備，具體涉及一種在水晶等玻璃製品內進行三維雕刻的雷射內雕機。
現有的雷射加工設備僅用於金屬或非金屬表面的二維打標、焊接和三維切割，而不能對水晶等玻璃制體內進行三維雕刻。
本實用新型的目的在於設計一種能在水晶等玻璃製品體內進行三維雕刻的雷射內雕機，以解決現有雷射加工設備不能在水晶等玻璃製品體內雕刻的問題。
為實現本實用新型的目的，發明人提出如下技術方案雷射內雕機包括機櫃，機櫃內設置的雷射器及光學光路，雷射器水冷卻裝置，控制裝置；機櫃內還設有二維機械掃描裝置，與二維機械掃描裝置相對設有垂直升降工作檯。
本雷射內雕機結構緊湊，能在水晶體內進行雕刻。根據非線性光學理論，當雷射強度較低時，水晶等玻璃製品對雷射束是透明的，當雷射達到一定強度時，水晶等玻璃製品吸收雷射能量，產生非線性光學效應，並在水晶等玻璃製品體內產生一極細小的微爆點。如果使微爆點通過計算機及掃描系統組成一有序的結構就可形成一幅三維的圖像。


圖1雷射內雕機結構示意圖圖2雷射器光路機構示意圖圖3二維掃描光路示意圖實施例如
圖1所示，機櫃8的下部設雷射器水冷卻裝置6。雷射器水冷卻裝置6包括水箱6-1，熱交換器6-2，它用於雷射器的冷卻，保證雷射器的正常工作。機櫃8的中為X-Y二維機械掃描裝置2，X-Y二維機械掃描裝置2下相應設置垂直升降工作檯3。控制裝置4也設在機櫃8的中部。X-Y二維機械掃描裝置2包括固定支架5上的電機裝置7，固定支架5下設的直線導軌皮帶傳動裝置9，二維掃描聚焦光路與導軌皮帶9-1連接。垂直升降工作檯3採用滾珠絲杆3-1傳動。機櫃8上部為YAG雷射器和雷射光路1。
如圖2所示，YAG雷射器和雷射光路1由諧振腔12、13，聚光腔16，YAG棒17，Xe燈18，偏振片14，調Q晶體15，擴束鏡19，折反鏡20組成。諧振腔12、13為高斯鏡組成的非穩腔。
如圖3所示，二維掃描聚焦光路可為單頭光路或雙頭光路。單頭光路由折反鏡21、22、23，聚焦鏡24組成。雙頭光路由折反鏡21、23、25，半反鏡22，聚焦鏡24組成。
直線導軌皮帶傳動裝置9的定位精度小於5um，重複精度小於10um。滾珠絲杆3-1傳動行程100mm。YAG雷射器和雷射光路較傳統雷射器及光路，產生的雷射束脈寬為納秒級，發散角為毫弧度級。
該機工作過程為控制裝置控制YAG雷射器產生波長為1.06um的雷射，由於偏振片14及調Q晶體15的作用，使產生的雷射為高強度的雷射束，通過擴束鏡19、聚焦鏡24後，在交點處產生一個高強度的脈衝，作用於水晶等玻璃製品內，形成一炸裂狀的微點，同時控制裝置控制X-Y二維機械掃描裝置及垂直升降工作檯左三維運動，從而使水晶等玻璃製品內的微點組成三維的圖像。
權利要求1.一種雷射內雕機，它包括機櫃，機櫃內設置的雷射器及光學光路，雷射器水冷卻裝置，控制裝置，其特徵是機櫃內還設有二維機械掃描裝置，與二維機械掃描裝置相對設有垂直升降工作檯。
2.如權利要求1所述雷射內雕機，其特徵是二維機械掃描裝置包括設在固定架上的電機驅動裝置，設在固定架上的直線導軌皮帶傳動裝置，二維移動掃描組鏡與導軌皮帶連接，垂直升降工作檯由滾珠絲杆傳動。
3.如權利要求1所述雷射內雕機，其特徵是雷射器所用的諧振腔為高斯鏡組成的非穩腔。
專利摘要一種雷射內雕機，它包括機櫃,機櫃內設置的雷射器及光學光路,雷射器水冷卻裝置,控制裝置,機櫃內還設有二維機械掃描裝置,與二維機械掃描裝置相對設有垂直升降工作檯。適合於在水晶等玻璃製品內進行三維雕刻。
文檔編號B44B1/00GK2448586SQ00232488
公開日2001年9月19日 申請日期2000年11月24日 優先權日2000年11月24日
發明者柯細軍 申請人:武漢市天駿科技發展有限公司