[发明专利]等能量脉波同步运动的雷射装置

说明书

技术领域

本发明有关于一种雷射装置，特别是一种等能量脉波同步运动的雷射装置。

背景技术

雷射的用途广泛，在工业应用可作为雕刻(marking)、刻划(scribing)、破裂(fracturing)等加工用途。为上述用途的雷射加工装置的设计，往往在于追求雷射共振腔能有高质量的光束输出，而追求雷射物理上的性能规格。

然而，共振腔中激励源因功率的需求必须时而调整，造成共振腔中热平衡不稳定，而共振腔内组件产生热飘移现象，使得雷射输出能量不稳定。

再者，共振腔内质量开关(Q-switch)随输出脉波的频率变化而调整开关频率，造成能量累积输出不稳定，使得共振腔内热平衡维持不易，亦影响雷射输出能量的稳定度。

又，雷射加工时，通常配合运动系统，而使雷射与加工件间相对移动而达到雕刻、切割等加工。因此，雷射触发与运动系统之间若不同步，将产生随机的加工落点不稳定，而影响加工的质量。

发明内容

现有的雷射装置仍无法维持稳定的能量输出且雷射触发与运动控制不同步。鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种等能量脉波同步运动的雷射装置，藉此有利于雷射加工质量的提升。

本发明提供一种等能量脉波同步运动的雷射装置，包含共振腔、光束开关调制器、光束能量调制器、光功率传感器、光回授控制器、触发控制器及运动控制器。

共振腔输出脉宽时间及能量稳定的多个脉波(Pulse)。光束开关调制器选择性地让共振腔输出的该些脉波其中之一通过。光束能量调制器依据一功率回授信号调整通过光束开关调制器的脉波能量后，输出脉波以进行加工。光功率传感器感测光束能量调制器输出的脉波的能量及脉宽时间。光回授控制器电连接于光功率传感器及光束能量调制器之间，依据一加工运动信息及光功率传感器感测的能量，而输出功率回授信号至光束能量调制器。其中，加工运动信息包含脉波与加工件的相对运动参数。触发控制器电连接至光功率传感器及光束开关调制器。触发控制器触发光束开关调制器开启并量测自触发至光功率传感器检测到脉波的一时间差，并根据该时间差与加工运动信息而校正光束开关调制器开启时间点。运动控制器电连接至光回授控制器及触发控制器，传送加工运动信息至光回授控制器及触发控制器。

透过本发明，因共振腔维持热平衡而可稳定输出固定能量的脉波，并通过共振腔外的光束开关调制器依所需求的频率选择脉波使其通过，达到等能量输出雷射脉波的功效。且配合运动系统补偿脉波触发至输出间的时间差，而可准确于预设加工处进行加工。

附图说明

图1为本发明实施例的雷射装置示意图。

图2为本发明实施例的方块示意图。

图3为本发明实施例中共振腔的方块示意图。

图4为本发明实施例的另一方块示意图。

符号说明

100：雷射装置        110：雷射模块

112：雷射光路        114：雷射头

120：运动平台        130：控制台

140：电源模块        150：冷却模块

200：加工件          300：脉波

310：共振腔          311：雷射二极管

312：雷射晶体        313：品质开关

314：倍频模块        3141：倍频晶体

3142：和频晶体       315：孔径光栅

316：光纤            317：光路镜组

320：光束开关调制器  330：光束能量调制器

340：光功率传感器    342：功率讯息

350：光回授控制器    352：功率回授信号

360：触发控制器      370：运动控制器

372：加工运动信息    380：第一分光镜

390：反射器        410：第二分光镜

420：光束侦检器    430：光束质量控制器

440：选波器        450：虚负载

460：反射器

具体实施方式

以下举出具体实施例以详细说明本发明的内容，并以图式作为辅助说明。说明中提及的符号系参照附图符号。