利用液态镜头对3D激光加工的实现

发表时间:2020-05-13 13:48

利用液态镜头对3D激光加工的实现

       迄今为止,用于3D激光处理的稳定的焦点转移受到机械手段的限制。在焦平面附近移动激光聚焦光斑通常是通过沿光轴移动透镜来进行的,导致激光发散角度发生变化,如图1a所示。这一概念适用于前、后目标扫描。缺点在于昂贵、敏感和大型组件以及复杂的控制接口。


       例如,用直线驱动器或检流计移动凹透镜。然而,这种转移焦点的解决方案并不是解决问题的方法。自然界本身使用的是一种不同的方法,是实用和详尽的。例如,人眼通过晶状体变形来适应不同的焦距。电子可调镜头复制了人眼的功能。例如Optotune的EL系列。这种透镜由形状改变聚合物膜组成,通常一侧被低色散光学液体包围,另一侧被空气包围,并包封在两个AR涂层的BK7盖玻片中。


       通过电磁致动器改变液体侧与空气侧的压力差,可以改变聚合物膜的曲率半径。通过增加光学流体的压力,相应于增加对可调谐透镜的输入电流,增加了聚合物膜的偏转,从而降低了可调谐透镜的焦距。


       集成可调透镜的3D激光处理有望在控制架构,处理速度(即响应时间),设计紧凑性,成本和焦点移动范围方面有很大改进。


具有集成可调透镜焦点移位单元的光学系统的序贯光线跟踪仿真


使用与可调透镜集成的聚焦移动单元在不锈钢上烧蚀3D几何形状

消融轮廓

       从图中可以看出, 阶梯式几何图形清楚地表明了使用焦点偏移的优点。如图所示可以看到使用焦点移动单元的明显优点,该焦点移位单元与更高的消融深度。


EL-10-42-OF电动可调焦液态镜头


集成的光反馈系统的可重复性


       EL-10-42-OF系列镜头集成有光反馈系统,是Optotune生产的镜头中精准度高的产品。该系列镜头的工作原理是基于一套完善的可变形镜片技术。可通过施加电流来调节镜片的曲度。因此,镜头可在数毫秒内完成调焦。集成的光反馈系统可实时测量镜头的屈光度,从而实现精准的闭回路控制。此外,温度稳定系统可使镜头的运行温度保持在小的范围内,进一步提高镜头的稳定性,使其在较大的环境温度范围内也可保持高水平的可重复性。与EL-E-OF-A电子元件配合使用可确保佳的控制。


       Optotune EL-10-42-OF系列镜头具备高的光学性能、可重复性以及速度,是激光处理应用的完美之选。


应用领域:


激光打标、激光清洁、激光微加工、激光微焊接、激光直接成型

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