技术摘要：
本发明涉及一种三波段激光双聚焦头激光加工系统和方法。通过三波段激光光束分束处理和双聚焦头设计，能够实现一个装置同时匹配紫外、可见和红外三波段激光传输和加工；使用复合光束进行照明，在进行紫外光加工时使用可见和红外光进行照明，而在使用可见和红外光加工时  全部
背景技术：
激光加工技术作为新型制造技术，在现在工业中得到了越来越广泛的应用，并且 已经在汽车、电子、航空、航天等领域占据了重要的制造地位。其中激光传输控制是激光加 工系统的重要组成部分之一，其主要包括方向控制、运动控制以及聚焦控制等。 目前，激光传输控制中光学元件的介质膜虽然可以实现对单一波长、双波长以及 一定波段激光的反射、运动、聚焦等控制，但是由于光学元件介质膜性能的局限性无法覆盖 更宽波段激光传输的控制，尤其是激光基频光经过三倍频或四倍频产生的紫外激光与基频 红外激光和二倍频可见波段激光无法实现同一套光学元件传输控制，导致激光加工设备需 要针对不同波段的激光配备不同的部件，激光加工设备对不同波长激光光源兼容性较差。 因此，目前亟需一种兼容红外、可见和紫外三波段激光传输控制的方法。 专利申请CN  201711215878.7公开了一种使用不同波长的光路传输不同的光线的 装置，其第一波段输出光路上设第一光路传输模组，第二波段输出光路上设第二光路传输 模组，其输出的光束经合束镜合为一束，合束镜输出端依次设第一光路切换装置、第二光路 切换装置和第三光路切换装置，第三波段输出光路上设第三光路传输模组，第三光路传输 模组输出的光束处于另一光路上，第三光路传输模组输出端依次设第四光路切换装置、第 五切换装置和第六反射镜，其中心在垂直方向上分别与第一光路切换装置、第二光路切换 装置和第三光路切换装置的中心对齐，其垂直射出端光路均设光阑，光阑输出端设加工模 块。实现数种组合方式的加工模式。其光开关结构相对复杂，而且使用过多的反射镜等装置 会造成光强度下降以及光束质量的下降，影响激光加工的效果。
技术实现要素：
基于现有技术的不足，本发明提供了一种三波段激光双聚焦头激光加工系统，该 系统利用多个紫外波段全反镜以及可见和红外双波段全反镜，通过把紫外波段激光与可见 或红外波段激光分束处理，并利用两个聚焦头分别对紫外波段激光聚焦以及可见或红外波 段激光扫描运动和聚焦控制，实现同一装置对三波段激光传输与加工控制。 针对上述内容，为解决上述问题提供一种三波段激光双聚焦头激光加工系统，包 括飞秒激光光源、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第一加 工部、第二加工部和照明成像部； 飞秒激光光源为可发出紫外光波段激光、可见光波段激光及红外波段激光的飞秒 激光器； 第一反射镜透过可见和红外波段的光且对紫外波段的光全反射；第二反射镜、第 三反射镜对紫外波段的光全反射；第四反射镜、第五反射镜透过紫外波段的光且对可见和 4 CN 111604582 A 说　明　书 2/6 页 红外波段的光反射； 飞秒激光光源发出紫外波段的光被第一反射镜第二反射镜第三反射镜反射后被 第四反射镜第五反射镜透射后到达第一加工部，第一加工部使用紫外光对待加工试件进行 加工； 飞秒激光光源发出的可见或红外波段的光被第一反射镜透射后被第四反射镜第 五反射镜反射后到达第二加工部，第二加工部使用可见或红外波段的光对待加工试件进行 加工； 照明成像部设置于第五反射镜的一侧，照明成像部发出的复色光的可见和红外部 分被第五反射镜反射后到达第一加工部提供照明，且被第一加工部反射的可见和红外部分 被第五反射镜反射后回到照明成像部进行成像；照明成像部发出的复色光的紫外部分被第 五反射镜透射后到达第二加工部提供照明，且被第二加工部反射的紫外部分被第五反射镜 透射后回到照明成像部进行成像。 照明和成像部包括半透半反镜、成像镜、照明光源、CCD相机；照明光源发出的光经 半透半反镜反射后到达第五反射镜；第五反射镜返回的光经半透半反镜透射后经成像镜聚 焦后到达CCD相机。 第一加工部包括五维调整架和紫外波段激光聚焦镜，紫外光经过五维调整架的调 整后被紫外波段激光聚焦镜聚焦实现对待加工试件的加工。 第二加工部包括扫描振镜和场镜，可见和红外光经扫描振镜调整后通过场镜的调 整实现对待加工试件的加工。 飞秒激光光源基频为1030nm的飞秒激光器，利用四倍频功能实现基频1030nm、二 倍频515nm、三倍频343nm和四倍频258nm四色飞秒激光加工 第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜均安装在二维调整架上，成像 镜和CCD相机均设置在平移支架上。 一种利用激光加工系统进行激光加工的方法，包括如下步骤： 待加工材料为复合材料，首先针对不同材料成分预先选择适合的加工波长；选择 紫外光进行加工、选择可见光进行加工或者选择红外光进行加工；选择好加工波长后，针对 加工的波长和吸收率计算加工激光所需的能量密度； 将待加工复合材料放置于待加工的工位上，开启照明光源发射复色光进行照明， 照明光波长覆盖紫外至红外波段范围； 先将激光器调节至发射紫外光，然后调节支撑平台、五维调整架和紫外聚焦镜使 得紫外光聚焦于待加工的复合材料上；调节CCD和成像镜使得显示屏上可以清晰的呈现待 加工位置的图像；调节激光加工参数，开启激光器进行紫外激光加工，并在显示屏上观察复 合材料的加工情况； 待完成紫外光加工后，将激光器调节至发射可见光，然后调节支撑平台、振镜系统 和场镜使得可见光聚焦于待加工的复合材料上；调节CCD和成像镜使得显示屏上可以清晰 的呈现待加工位置的图像；调节激光加工参数，开启激光器进行可见光激光加工，并在显示 屏上观察复合材料的加工情况； 待完成可见光加工后，将激光器调节至发射红外光，然后调节支撑平台、振镜系统 和场镜使得红外光聚焦于待加工的复合材料上；调节CCD和成像镜使得显示屏上可以清晰 5 CN 111604582 A 说　明　书 3/6 页 的呈现待加工位置的图像；调节激光加工参数，开启激光器进行红外光激光加工，并在显示 屏上观察复合材料的加工情况； 上述的紫外、可见、红外光的加工步骤可以互换，且可以重复多次进行，直至完成 整个加工过程。 本发明的有益效果为： (1)通过三波段激光光束分束处理和双聚焦头设计，能够实现一个装置同时匹配 紫外、可见和红外三波段激光传输和加工； (2)本发明使用复合光束进行照明，在进行紫外光加工时使用可见和红外光进行 照明，而在使用可见和红外光加工时，使用紫外光进行照明，此时CCD捕获的光仅包括照明 光，不包括加工的光，可以更加清晰的对加工位置进行成像和观察； (3)利用多个精密二维调整架和平移支架，便于激光光束传输方向精密调节和成 像控制，降低对入射激光光束方向调节要求，满足多种激光光源、多种规格聚焦镜或场镜的 加工及成像需求。 附图说明 被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说 明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开 主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结 构细节。 图1是本发明提出的一种三波段激光双聚焦头加工系统结构示意图 图2是1030nm(基频)或515nm(二倍频)波长飞秒激光加工方法示意图 图3是343nm(三倍频)或258nm(四倍频)波长飞秒激光加工方法示意图 图中标记说明： 1.入射激光束，2.紫外波段激光，3、3’二维调整架，4、4’紫外波段全反镜，5.二维 调整架，6.可见和红外双波段全反镜，7.扫描振镜，8.场镜，9.待加工试件，10.紫外波段激 光聚焦镜，11.五维调整架，12.可见和红外双波段全反镜，13.半透半反镜，14.平移支架， 15.CCD相机，16.照明光源，17.照明光束，18.可见或红外波段激光，19.成像镜，20.二维调 整架，21.紫外波段全反镜。