本发明专利技术涉及一种采用LCOS的激光微加工系统，所述系统包含有用于产生激光的激光发生器（1），所述激光发生器（1）发出的激光的光路上依次设置有扩束镜（2）、LCOS（3）、缩束镜（5）和聚焦镜（6），所述LCOS（3）与一计算机处理器（4）相连。本发明专利技术采用LCOS的激光微加工系统，通过采用计算机程序实现激光波束的方向和强度的改变和控制、避免了使用机械运动部件，使用灵活性强且加工精度稳定，对激光微加工设备的光束控制和处理技术是一种革命性的改变。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用LC0S(Liquid Crystal on Silicon,娃基液晶或液晶娃处理器)的激光微加工系统及其加工方法，属于激光微加工
技术介绍
在目前的激光微加工设备中，激光波束控制采用的是振镜(galvanometricscanner)或光束旋转器(helical)(或旋光模组)技术，它们在加工设备中都呈现为机械运动部件，前者在两维方向各采用一个偏转镜面、后者采用电机驱动棱镜旋转，这两类结构都对环境条件敏感、机械磨损、经常需要调节、缺乏灵活性、体积和重量大，因而成为高精度激光微加工设备中的一个主要技术问题
技术实现思路
·本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种使用方便且加工精度稳定的采用LCOS的激光微加工系统及其加工方法。本专利技术的目的是这样实现的一种采用LCOS的激光微加工系统，所述系统包含有用于产生激光的激光发生器，所述激光发生器发出的激光的光路上依次设置有扩束镜、LC0S、缩束镜和聚焦镜，所述LCOS与一计算机处理器相连。本专利技术采用LCOS的激光微加工系统，射入LCOS的激光经LCOS反射后射向缩束镜。本专利技术采用LCOS的激光微加工系统，射入LCOS的激光穿透LCOS后射向缩束镜。本专利技术采用LCOS的激光微加工系统的加工方法，所述方法包含有以下步骤步骤一、激光发生器发出的激光经扩束镜后入射到LCOS上；步骤二、与LCOS相连的计算机处理器通过计算机程序改变加载在LCOS的液晶层上的电压，从而改变液晶层的折射率分布，使得激光改变前进光路的方向；步骤三、射出LCOS的激光经缩束镜和聚焦镜后射向待加工件。本专利技术采用LCOS的激光微加工系统的加工方法，所述激光发生器发出多个激光波束或者将一束激光分为多个激光波束，所述LCOS分为多个独立区域，多个激光束分别射向LCOS上的不同区域。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术采用计算机程序控制LCoS的工作，并使其能够快速和任意地改变激光波束的出射方向，反应速度快且精准；该技术没有机械运动部件，因此无磨损和振动、不受环境影响，大大提高了整个系统的使用灵活性和精度，克服了振镜和旋光模组等机械结构特征所具有的缺点，在中低功率激光微加工设备中可以实现多光束工作，光束方向可以动态调节，并具有激光功率调节、波束重组等可重构性；该专利技术通过采用光学波束变换技术，克服了 LCoS在较高激光功率下的使用限制。附图说明图I为本专利技术采用LCOS的激光微加工系统工作于反射模式下的结构示意图。图2为本专利技术采用LCOS的激光微加工系统工作于传输模式下的结构示意图。其中激光发生器I、扩束镜2、LC0S3、计算机处理器4、缩束镜5、聚焦镜6、待加工件7。具体实施例方式参见图I和图2,本专利技术涉及的一种米用LCOS的激光微加工系统,所述系统包含有 用于产生激光的激光发生器1，所述激光发生器I发出的激光的光路上依次设置有扩束镜2、LC0S3和缩束镜5，射出缩束镜5的激光经由聚焦镜6聚焦后射向待加工件7 ；LCOS (Liquid Crystal on Silicon,娃基液晶),所述LCOS主要由娃集成电路层、液晶层和ITO电极层构成；LC0S3的硅集成电路层与计算机处理器4相连，通过计算机处理器4上的程序可实现对LC0S3的控制，其控制原理为通过计算机处理器4实现与LC0S3的硅集成电路层的电连接，通过计算机处理器4上的程序可实现对LC0S3的液晶层的电压分布进行改变和控制，进而导致液晶层折射率的分布的改变，液晶层呈现为阵列液晶单元，其中的各个单元可由程序独立控制，由于液晶层可被电极分成各个独立的单元，其折射率取决于施加于电极上的电压，因而通过计算机处理器4上的程序可方便地通过控制电极上的电压实现对液晶层不同单元和区域的折射率的控制，即形成一种相位光栅，结果，射入LC0S3的激光能够通过改变相位光栅参数而获得需要的输出光线路径，实现了光波束的动态改变方向的操作。类似地，通过计算机处理器4上的程序可以控制电极上的电压实现对液晶层不同单元和区域的折射率数值的控制，以使得射入LC0S3的激光经过相位光栅后其强度被改变，从而实现激光微加工动态功率调节。激光波束方向控制和激光波束功率控制都可以通过计算机程序的设置执行自动操作。参见图1，当本专利技术采用LCOS的激光微加工系统工作于反射模式下时，采用的LCOS在液晶层和硅集成电路层之间有一镜面介质层，射入LC0S3的激光经ITO电极层和液晶层后射入到镜面介质层，经镜面介质层反射后再依次经液晶层和ITO电极层射出LC0S3 ；参见图2，当本专利技术采用LCOS的激光微加工系统工作于传输模式下时，采用的LCOS的硅集成电路层为制作在蓝宝石基片上的一层薄膜硅集成电路，射入LC0S3的激光穿过硅集成电路层、液晶层和ITO电极层后射出LC0S3 ；本专利技术涉及的一种采用LCOS的激光微加工系统的加工方法包含有以下步骤步骤一、激光发生器I发出的激光经扩束镜2后入射到LC0S3上；步骤二、与LC0S3上的硅集成电路层相连的计算机处理器4通过程序改变加载在LC0S3液晶层上的电压，从而改变液晶层的折射率，使得激光达到改变前进光路的方向或改变其强度的目的；步骤三、射出LC0S3的激光经缩束镜5和聚焦镜6后射向待加工件7 ；加工时，可采用多个激光束，LC0S3被分为多个独立区域，不同激光束发出的激光分别射向LC0S3上的不同区域，通过计算机处理器4上的程序可方便的对LC0S3上的多个区域进行独立的控制，从而实现多光束的控制和处理。本专利技术中LCOS的控制原理为通过专门的计算机程序和电子驱动器对LCOS进行驱动，液晶层便产生取决于施加电压的折射率变化、形成一定的相位光栅；相位光栅可以改变通过它的光波束的波前，从而使光波束的方向或其强度产生变化；通过改变计算机程序改变施加在液晶单元的电压分布即改变了相位光栅的参数，输出波束的方向或其强度也随之改变。对于一个二维LCoS，输出一阶衍射波束在X-和y_方向的角度Θ x/y由光波长λ和一个相位光栅周期内的液晶阵列参数Sx/y (液晶单元线度)和Nx/y (液晶单元数量)决定θχ"=λ / 由于液晶层只有当加载电压分布以后才形成相位光栅，因此通过改变程序里的指令可以改变sx/y (液晶单元线度)和Nx/y (液晶单元数量)的数值，从而LCoS输出的激光波束的角度可以通过程序任意改变。通常一阶衍射波束具有高效率和±0. 23°的角度，但是经过优化设计的LCoS其输出波束的偏转角可达到±7.4°。而波束控制效率η可由数字化相位数量M决定·η (M) = 2而这种光束改变的速度由液晶的反应速度决定。目前液晶响应速度可到达IOkHz即100 μ S，快于振镜和光束旋转器的速度。如果激光束聚焦到直径10 μ m加工处理一个直径100 μ m的孔，那么由LCOS激光波束控制决定的工作速度可以达到每秒318周；同时，在本专利技术中，使用一个二维LCoS计算机处理器，可以实现多光束同时控制；其方法是根据不同的需要划分LCoS液晶工作区域为多个分区域，每一个分区域处理一个激光光束。以这样的方式，激光微加工的效率、灵活性和设备的智能化可以获得提高。本专利技术中激光功率密度控制原理由于激光微加工使用的激光功率在瓦级，因此，来自激光器的激本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用LCOS的激光微加工系统，其特征在于：所述系统包含有用于产生激光的激光发生器（1），所述激光发生器（1）发出的激光的光路上依次设置有扩束镜（2）、LCOS（3）、缩束镜（5）和聚焦镜（6），所述LCOS（3）与一计算机处理器（4）相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈明亚，赵裕兴，
申请(专利权)人：沈明亚，苏州德龙激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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