科创中国
振镜式激光扫描系统
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-11-09 09:58:13
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-11-09 16:27:24
本发明公开了一种振镜式激光扫描系统，所述系统沿轴线依次包括：激光器、调焦镜头、第一振镜、第二振镜和扫描面，所述调焦镜头包括平凹镜和凸透镜，所述平凹镜包括相对设置的平面和凹面，所述凸透镜包括相对设置的第一凸面和第二凸面，所述凸透镜固定设置，所述平凹镜固定安装于可沿轴线的平行线水平移动的位移台上。本发明的振镜式激光扫描系统结构简单，且系统的装调误差小；调焦镜头无实焦点使得振镜式激光扫描系统能够保持相对低温。
系统还包括与位移台 相连的控制单元，所述控制单元包括： 计算机，用于通过位移台中的位移台驱动电机控制平凹镜的位移大小； 扫描头控制器，与所述计算机相连，用于接收振镜摆动角度信息； 驱动电机，与所述扫描头控制器相连，用于驱动第一振镜和/或第二振镜以摆动角度信 息进行摆动, 扫描头控制器包括第 一扫描头控制器和第二扫描头控制器，分别用于接收第一振镜的第一摆动角度信息和第二 振镜的第二摆动角度信息。
激光扫描技术是一种能够精确控制激光束指向的技术，现已广泛的应用于现已广泛的应用于光电医疗、激光加工、空间激光通信、激光雷达、遥感与测量、自适应光学等领域。在激光加工和激光达标领域，一直采用振镜式激光扫描技术。为了保证激光加工精度，激光在到达加工面之前需要经过聚焦以保证在工作面上有良好的聚焦特性，根据聚焦系统摆放的位置，可以分为振镜前聚焦和振镜后聚焦两种聚焦方式。
现有技术中专利200320116330.4公开了一种振镜式前聚焦的激光扫描系统，包括激光器、聚焦模块、X轴扫描头和Y轴扫描头。激光束通过三块组合镜片构成的聚焦模块，经X轴扫描头和Y轴扫描头到达焦点工作平面，所述X轴扫描头和Y轴扫描头均由全数字交流伺服电机和附在其转轴上的镜片组成，全数字交流伺服电机的转轴上设置有限位装置;控制系统通过二个全数字交流伺服电机的控制器分别控制镜片在X轴和Y轴上移动，实现二维扫描。增设动态聚焦模块后，可以保证扫描面上良好的聚焦特性。但是这一扫描系统采用三块镜片实现动态调焦，光学设计和调焦模型比较复杂。镜片太多，加工和装配带来的误差也会增多，影响调焦效果。此外，该发明所述的系统有采用聚焦透镜，系统中除扫描面外在光路中也存在聚焦点，高能激光束聚焦点会导致温度过高，增加设备损坏风险。
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本发明具有以下有益效果：
1.振镜式激光扫描系统结构简单，且系统的装调误差小；
2.调焦镜头无实焦点使得振镜式激光扫描系统能够保持相对低温；
3.通过电动平移台改变平凹镜的位置从而自动调节光学系统的焦距，保证整个扫描面上都有良好的聚焦光斑，能完成大尺寸幅面的精密加工；
4.通过手动位移台调节平凹镜的位置可使系统在不同工作距离和工作幅面情况下工作。
技术合作
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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