Deep Cleave激光成絲切割模組安裝指南

時間：2022-10-26作者：深圳維爾克斯光電有限公司瀏覽：116

Deep Cleave模組

1.Deep Cleave模組特征

Deep Cleave是激光玻璃切割完整的光學(xué)解決方案，在較大的聚焦深度（DOF）內(nèi)提供具有恒定峰值功率的聚焦光斑。DeepCleave模組在入口設(shè)有一個標(biāo)準(zhǔn)的外部SM1螺紋，以簡化集成。每個Deep Cleave模組出廠時都附有單獨的測試報告。




2.Deep Cleave模組的優(yōu)勢

目前，大多數(shù)玻璃切割模組使用錐透鏡或衍射錐透鏡，獲得聚焦深度DOF強度分布。相對于衍射錐透鏡，Deep Cleave模組的優(yōu)勢是在沿DOF產(chǎn)生恒定的峰值功率，而不會像衍射錐透鏡那樣產(chǎn)生能量衰減。

因此，Deep Cleave可以實現(xiàn)較高的加工效率，可參見以下對比方法：

一種方法是改變加工樣品的厚度（嘗試切割較厚的玻璃），見證在相同的時間內(nèi)，使用與標(biāo)準(zhǔn)Axicon相同的激光能量，如何切割較厚的玻璃，另外一種方法是使用與Axicon不同的設(shè)置，以較低的脈沖能量或較快的速度，嘗試切割類似厚度的工作樣品，并見證如何以較快的速度或較低的功率來處理樣品。




二、Deep Cleave安裝建議

1.Deep Cleave厚玻璃激光切割頭概述

該模組的初始安裝類似于較高NA（數(shù)值孔徑）的物鏡，對于傾斜和偏移都具有較高的靈敏度。此外，Deep Cleave需要將準(zhǔn)直入射光束尺寸調(diào)整到設(shè)計值。在系統(tǒng)中安裝模組之前，建議確*直質(zhì)量和入射光束的直徑。

2.安裝配置

安裝時，將Deep Cleave模組的SM1端口擰在帶有X、Y平移和傾斜控制的支架上。確保在DeepCleave模組之前根據(jù)要求使用變倍擴束器來調(diào)整光束尺寸。根據(jù)以下流程調(diào)試Deep Cleave模組。

3.推薦使用相機或光束分析儀進行對準(zhǔn)

Deep Cleave模組的輸出強度分布為直徑約為6mm的環(huán)形，匯聚速度較快。沿著光軸（mm）經(jīng)過一段距離后，當(dāng)接近工作距離時，輪廓變成貝塞爾光束。這是聚焦深度（DOF）的工作范圍。在聚焦深度（DOF）范圍之后，環(huán)形開始發(fā)散。

參見下圖：



所需設(shè)備：

-有效面積至少為7X7mm的激光光束分析儀/相機；

-帶有x、y以及傾斜控制的SM1支架；

-導(dǎo)軌/Z軸載物臺（移動相機與模組）。

用大孔徑相機/輪廓儀來測量輸入光束直徑。確保（通過使用變倍擴束器）輸入光束的直徑盡可能接近6mm（光束直徑在峰值功率的1/e²處進行測量）。對于橢圓形光束，盡量使對稱偏差保持在6mm左右。即，如果在兩個軸上的光束都測量為6×6.5mm，則將其調(diào)整為6.2X5.8mm。

測量“環(huán)形分析區(qū)域”中的輸出光束輪廓，如上圖所示。沿著光軸移動相機，觀察中心的環(huán)是否保持原來的位置不變。如果Deep Cleave垂直安裝，就像它通常安裝在玻璃切割應(yīng)用系統(tǒng)中，將相機放在工作面上，移動DeepCleave，使它到相機的距離大于9mm?，F(xiàn)在改變距離，同時觀察相機圖像。

確保在相機圖像中圓環(huán)保持居中，并且沒有被擋光。沿著光軸移動相機或屏幕時，還要確保它始終保持居中。調(diào)整x，y位置，以獲得較佳對稱輪廓。對于某些橢圓光束，較佳效果可能不是完全對稱的，請參閱橢圓度為1：2的橢圓光束的效果示例：




經(jīng)過這些步驟后，Deep Cleave模組應(yīng)該可以與工作平面對齊。

4.常見安裝問題

在對準(zhǔn)過程中，可能會遇到以下幾種典型的問題：

案例1，中心偏移：輸入光束與Deep Cleave模組不同軸，將導(dǎo)致圓環(huán)強度沿周邊分布不均，但是當(dāng)沿著光軸移動屏幕時，環(huán)的中心將保持原來的位置不變。

示例-1 mm的偏移錯位引起的沿環(huán)強度分布不對稱：






案例2，光斑傾斜：Deep Cleave對傾斜錯位相當(dāng)敏感，如果安裝時有較大的錯位，輸出輪廓可能會出現(xiàn)一個變形的環(huán)，沿著環(huán)的周邊強度分布不均勻。光斑相比光軸的變形程度與傾斜的角度大致相同。為了確保妥善處理傾斜錯位的情況，請沿光軸前后移動屏幕。與中心偏移的情況不同，在這種情況下，環(huán)的中心不會保持在原位。如果在更改模組—相機的距離時，相機中的環(huán)形圖像“漂移”到一側(cè)，請調(diào)整Deep Cleave模組的傾斜角度，以消除這種漂移現(xiàn)象。重復(fù)移動調(diào)整周期，直到漂移值較小。

下圖為光斑傾示例圖：








案例3，模組-相機的距離**出公差：Deep Cleave具有特定的較佳工作距離。如果圖像被剪切或修剪，減少模塊與相機的距離，直到整個圓環(huán)適合圖像為止（只要距離保持>9mm）。




5.焦深（DOF）區(qū)域?qū)R

當(dāng)貝塞爾光束的中心小于2μm時，Deep Cleave性能較佳。為了獲得良好的測量結(jié)果，需要像素尺寸小于2μm的傳感器。Holo/Or不建議使用DOF區(qū)域的重新成像，由于系統(tǒng)的高NA，因此在重新成像中會出現(xiàn)像差。如果有可能，可以將相機探測器放置在足夠近的位置，以便對聚焦深度（DOF）區(qū)域進行直接測量，這種方法應(yīng)該是可以選擇的測量方法?？梢詫⑾鄼C/Deep Cleave放置在一個電動載物臺上，通過沿光軸掃描相機，并測量中心光斑的尺寸來進行分析。在工業(yè)領(lǐng)域主要采用的另一種測量方法是在材料加工過程中進行調(diào)整，并使用顯微鏡進行后期分析。在一般情況下，Z軸上的不均勻性可以通過輸入光束直徑和發(fā)散度的微小變化來調(diào)整。
































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