一种飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的装置。包括飞秒激光器、半波片、衰减片、扩束镜、X轴振镜、Y轴振镜、物镜、三轴精密位移台和玻璃，飞秒激光器发出激光，激光依次通过半波片、衰减片、扩束镜、X轴振镜、Y轴振镜、物镜、玻璃和三轴精密位移台，三轴精密位移台位于物镜的下方，玻璃放置于三轴精密位移台上。本实用新型专利技术操作简便，适用性广泛，可在各类透明玻璃内进行光栅结构的刻写，可用于对玻璃制品的彩色图案化和防伪处理，刻蚀形成的平行光栅间距和颜色可控，能在不影响玻璃制品表面形貌的前提下在其内部形成光栅结构，并在日光条件下显现出迷人的彩色的三维立体图案。条件下显现出迷人的彩色的三维立体图案。条件下显现出迷人的彩色的三维立体图案。

【技术实现步骤摘要】
一种飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的装置


[0001]本技术属于飞秒激光加工应用领域的一种装置，具体涉及了一种飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的装置。

技术介绍

[0002]激光玻璃内雕工艺品，图像精美、逼真、反差明显、立体感强、经久耐磨、具有很高的工艺价值。而利用光栅衍射形成的彩色激光三维着色内雕更使激光内雕玻璃工艺品迈上了一个新的台阶。由于这种着色结构具有空间选择性，可进行立体图形的三维彩色雕刻。基于光栅衍射的色散效应以及飞秒激光过程中的非线性效应，该方法可在各类透明玻璃内进行光栅结构的刻写，获得彩色的三维立体图案。

技术实现思路

[0003]针对玻璃彩色内雕难以同时形成多种颜色的空间三维图案这一限制，利用光栅衍射的色散效应，本技术提供了一种飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的装置。
[0004]本技术的技术方案如下：
[0005]本技术包括飞秒激光器、半波片、衰减片、扩束镜、X轴振镜、Y轴振镜、物镜、三轴精密位移台和玻璃，飞秒激光器发出激光，激光依次通过半波片、衰减片、扩束镜后入射到X轴振镜，再依次经X轴振镜、Y轴振镜反射后透过物镜入射到三轴精密位移台上面的玻璃上，三轴精密位移台位于物镜的下方。
[0006]所述的半波片、衰减片和扩束镜在第一光轴上，第二光轴垂直于第一光轴，X轴振镜处于第二光轴和第一光轴的交叉处，第三光轴垂直于第二光轴，Y轴振镜处于第二光轴和第三光轴的交叉处，物镜在第三光轴上。
[0007]所述的第一光轴沿平行于三轴精密位移台的Y轴方向，第二光轴沿平行于三轴精密位移台的X轴方向，第三光轴沿平行于三轴精密位移台的Z轴负向。
[0008]所述的X轴振镜、Y轴振镜和三轴精密位移台均连接到外源的控制终端并由外源的控制终端控制进行工作。
[0009]所述的飞秒激光器的中心波长为1030nm，功率为6w。
[0010]所述的飞秒激光器的重复频率为1
‑
200kHz，单脉冲能量为1
‑
6μJ。
[0011]所述的飞秒激光器的脉宽范围为226fs
‑
6ps。
[0012]本技术的有益效果：
[0013]本技术操作简便，适用性广泛，可在各类透明玻璃内进行光栅结构的刻写，可用于对玻璃制品的彩色图案化和防伪处理，刻蚀形成的平行光栅间距和颜色可控，能在不影响玻璃制品表面形貌的前提下在其内部形成光栅结构，并在日光条件下显现出迷人的彩色的三维立体图案。
附图说明
[0014]图1是本技术飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的装置图。
[0015]图中，1飞秒激光器、2半波片、3衰减片、4扩束镜、5X轴振镜、6Y轴振镜、7物镜、8三轴精密位移台、9玻璃、10第一光轴、11第二光轴、12第三光轴。
具体实施方式
[0016]如图1所示，本技术包括飞秒激光器1、半波片2、衰减片3、扩束镜4、X轴振镜5、Y轴振镜6、物镜7、三轴精密位移台8和玻璃9，飞秒激光器1发出激光，激光依次通过半波片2、衰减片3、扩束镜4后入射到X轴振镜5，再依次经X轴振镜5、Y轴振镜6反射后透过物镜7入射到三轴精密位移台8上面的玻璃9上，三轴精密位移台8位于物镜7的下方。具体实施的X轴振镜5、Y轴振镜6和三轴精密位移台8均连接到外源的控制终端并由外源的控制终端控制进行工作。
[0017]第一光轴10沿平行于三轴精密位移台8的Y轴方向，半波片2、衰减片3和扩束镜4在第一光轴10上，第二光轴11沿平行于三轴精密位移台8的X轴方向，第二光轴11垂直于第一光轴10，第三光轴12沿平行于三轴精密位移台8的Z轴负向，X轴振镜5处于第二光轴11和第一光轴10的交叉处，第三光轴12垂直于第二光轴11，Y轴振镜6处于第二光轴11和第三光轴12的交叉处，物镜7在第三光轴12上。
[0018]具体实施的飞秒激光器1的中心波长为1030nm，功率为6w，飞秒激光器1的重复频率为1
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200kHz，单脉冲能量为1
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6μJ，脉宽可调范围为226fs
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6ps。半波片2用来调整脉冲激光的偏振方向，通过衰减片3控制光路中激光的功率，使用扩束镜4调节激光光斑的直径。
[0019]基于光栅结构的飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的过程，包括以下具体步骤：
[0020]1)打开飞秒激光器1中的激光灯，调节半波片2、衰减片3、扩束镜4和物镜7的位置，使激光灯中发出的激光依次通过半波片2、衰减片3、扩束镜4和物镜7的中心。
[0021]2)调节飞秒激光器1的脉冲宽度和重复频率后，调节衰减片3以改变激光灯中发出的激光的脉冲能量。
[0022]3)通过同轴CCD相机观察、调节三轴精密位移台8Z轴方向的高度，使得经过物镜7的激光在玻璃9内部聚焦。
[0023]4)根据设计图案的路径文件控制X轴振镜5、Y轴振镜6和三轴精密位移台8以设定的位移速度使聚焦的激光在玻璃9内部按照设定的路径移动，并在玻璃9内部刻写形成光栅结构。
[0024]具体实施中，光栅结构由激光进行多层写入，光栅结构的刻写过程由控制终端分别或同时对X轴振镜5、Y轴振镜6和三轴精密位移台8进行调节控制。图案的内部由平行线填充，相邻的平行线之间的间距即为相邻的刻写光栅的线间距。
[0025]本技术可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，本技术可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光栅结构的飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的装置，其特征在于：包括飞秒激光器(1)、半波片(2)、衰减片(3)、扩束镜(4)、X轴振镜(5)、Y轴振镜(6)、物镜(7)、三轴精密位移台(8)和玻璃(9)，飞秒激光器(1)发出激光，激光依次通过半波片(2)、衰减片(3)、扩束镜(4)后入射到X轴振镜(5)，再依次经X轴振镜(5)、Y轴振镜(6)反射后透过物镜(7)入射到三轴精密位移台(8)上面的玻璃(9)上，三轴精密位移台(8)位于物镜(7)的下方。2.根据权利要求1所述的一种基于光栅结构的飞秒激光辐照玻璃彩色图案化的装置，其特征在于：所述的半波片(2)、衰减片(3)和扩束镜(4)在第一光轴(10)上，第二光轴(11)垂直于第一光轴(10)，X轴振镜(5)处于第二光轴(11)和第一光轴(10)的交叉处，第三光轴(12)垂直于第二光轴(11)，Y轴振镜(6)处于第二光轴(11)和第三光轴(12)的交叉处，物镜(7)在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭德志，邱建荣，孙珂，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：