[实用新型]一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光钻孔加工技术领域，具体涉及一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统。

背景技术

目前的激光钻孔，在一个钻孔位置上的钻孔，基本都是从激光光源的脉冲重复频率的提高、激光光束整形、光束扫描的速度的提高几个方面考虑，对于激光光源的脉冲重复频率的提高，已经从当初几十千赫兹提升到一兆赫兹或者更高；激光光束整形则被更多人尝试，主要是平顶光斑的应用；光束扫描已经从振镜扫描提升到电光扫描、声光扫描、高速旋转扫描等，但是电光扫描与声光扫描在器件的热稳定性变化带来的扫描位置精度的变化方面面临一些困难，高速旋转扫描不能够解决扫描孔径的变化。不论如何，在于一个具体的微孔钻孔，上述思路一致围绕激光光源、激光光束变换、激光光速旋转扫描这个思路进行，这是一种串行思维模式，是局限在“单车道”上面解决问题，本实用新型跳出串行思维模式，采用了并行思维模式，即“多车道”思维模式,从时间与空间两个空间考虑解决不同孔径的阵列微孔特别是阵列盲孔的高速扫描问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，能够弥补现有技术的不足。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型提供了一种旋转对称轴平行的旋转光束组钻孔系统，包括激光器组、激光束旋转调制器组、激光合束器、振镜扫描平场聚焦模块、激光钻孔同步控制模块和待加工工件；

所述激光器组，包括至少一个激光器，用于发射两束或两束以上的钻孔激光束；

所述激光束旋转调制器组，包括两个或两个以上的激光束旋转调制器，每一个激光束旋转调制器对应一束钻孔激光束，每一个所述激光束旋转调制器，用于对对应的钻孔激光束进行运动空间调制，获得对应的旋转钻孔激光束，并入射激光合束器，其中，每一束旋转钻孔激光束的光轴与该旋转钻孔激光束的旋转对称轴之间的夹角大于0弧度小于20毫弧度；

所述激光合束器，用于对入射的多束旋转钻孔激光束进行合束，输出旋转钻孔激光束组，其中，合束后的旋转钻孔激光束组内的多束旋转钻孔激光束光轴空间旋转对称轴之间空间平行(含同轴)或者近似平行(含近似同轴)，所述近似平行(含近似同轴)是指所述旋转钻孔激光束组内各旋转钻孔激光束间的光轴旋转对称轴之间的空间夹角小于1毫弧度；

所述振镜扫描平场聚焦模块，包括扫描振镜和扫描平场聚焦镜，所述旋转钻孔激光束组入射扫描振镜后输出振镜扫描光束组，所述振镜扫描光束组入射扫描平场聚焦镜，获得旋转激光聚焦焦点组，其中，所述旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点中心的运动轨迹为同心圆或者近似同心圆，所述近似同心圆是指旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点中心运动圆形轨迹的圆心离散度小于50微米，所述同心圆或者近似同心圆的直径小于300微米；所述扫描振镜，用于控制振镜扫描光束组高速切换进而控制旋转激光聚焦焦点组在待加工工件的不同加工孔位之间进行高速切换，或者，用于在待加工工件的一个加工孔位对旋转激光聚焦焦点组进行辅助运动调制；

所述激光钻孔同步控制模块，用于控制所述激光器组、激光束旋转调制器组和振镜扫描平场聚焦模块之间协同动作。

其中，所述激光器组，包括至少一个激光器，如果是一台激光器，指该激光束输出光束可以分束为多光束，可以由所述激光钻孔同步控制模块直接控制激光器开关光，或者采用外调制光开关分别控制每一束光束的开关光，所述外调制光开关也由所述激光钻孔同步控制模块控制。

本实用新型的有益效果为：多束钻孔激光束经过高速旋转调制并进行激光合束后，输出旋转对称轴线空间平行(含同轴)或者近似平行(含近似同轴)的旋转钻孔激光束组，经过振镜扫描平场聚焦模块，在待加工工件上形成旋转的旋转激光聚焦焦点组，旋转激光聚焦焦点组内各激光焦点旋转轨迹为同心圆或者近似同心圆，激光聚焦焦点组从时间与空间两个维度对待加工工件的同一加工孔位进行加工，成倍提高激光钻孔效率，结合振镜扫描将激光聚焦焦点组在孔与孔之间进行高速位置切换等技术，实现高效高精度高质量激光群孔钻孔。