Deep Cleave激光成絲切割模組安裝指南

時(shí)間：2022-10-26作者：深圳維爾克斯光電有限公司瀏覽：106

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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的外部SM1螺紋，以簡(jiǎn)化集成。每個(gè)Deep Cleave模組出廠時(shí)都附有單獨(dú)的測(cè)試報(bào)告。




2.Deep Cleave模組的優(yōu)勢(shì)

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(qiáng)度分布。相對(duì)于衍射錐透鏡，Deep Cleave模組的優(yōu)勢(shì)是在沿DOF產(chǎn)生恒定的峰值功率，而不會(huì)像衍射錐透鏡那樣產(chǎn)生能量衰減。

因此，Deep Cleave可以實(shí)現(xiàn)較高的加工效率，可參見(jiàn)以下對(duì)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(jiàn)證在相同的時(shí)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(jiàn)證如何以較快的速度或較低的功率來(lái)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(duì)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(jì)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(shí)，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(kuò)束器來(lái)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(jī)或光束分析儀進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)

Deep Cleave模組的輸出強(qiáng)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(guò)一段距離后，當(dāng)接近工作距離時(shí)，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(kāi)始發(fā)散。

參見(jiàn)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(jī)；

-帶有x、y以及傾斜控制的SM1支架；

-導(dǎo)軌/Z軸載物臺(tái)（移動(dòng)相機(jī)與模組）。

用大孔徑相機(jī)/輪廓儀來(lái)測(cè)量輸入光束直徑。確保（通過(guò)使用變倍擴(kuò)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(jìn)行測(cè)量）。對(duì)于橢圓形光束，盡量使對(duì)稱偏差保持在6mm左右。即，如果在兩個(gè)軸上的光束都測(cè)量為6×6.5mm，則將其調(diào)整為6.2X5.8mm。

測(cè)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(dòng)相機(jī)，觀察中心的環(huán)是否保持原來(lái)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(jī)放在工作面上，移動(dòng)DeepCleave，使它到相機(jī)的距離大于9mm?，F(xiàn)在改變距離，同時(shí)觀察相機(jī)圖像。

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




經(jīng)過(guò)這些步驟后，Deep Cleave模組應(yīng)該可以與工作平面對(duì)齊。

4.常見(jiàn)安裝問(wèn)題

在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，可能會(huì)遇到以下幾種典型的問(wèn)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(qiáng)度沿周邊分布不均，但是當(dāng)沿著光軸移動(dòng)屏幕時(shí)，環(huán)的中心將保持原來(lái)的位置不變。

示例-1 mm的偏移錯(cuò)位引起的沿環(huán)強(qiáng)度分布不對(duì)稱：






案例2，光斑傾斜：Deep Cleave對(duì)傾斜錯(cuò)位相當(dāng)敏感，如果安裝時(shí)有較大的錯(cuò)位，輸出輪廓可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)變形的環(huán)，沿著環(huán)的周邊強(qiáng)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(cuò)位的情況，請(qǐng)沿光軸前后移動(dòng)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(huì)保持在原位。如果在更改模組—相機(jī)的距離時(shí)，相機(jī)中的環(huán)形圖像“漂移”到一側(cè)，請(qǐng)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(dòng)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(jī)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(jī)的距離，直到整個(gè)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(shí)，Deep Cleave性能較佳。為了獲得良好的測(cè)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(huì)出現(xiàn)像差。如果有可能，可以將相機(jī)探測(cè)器放置在足夠近的位置，以便對(duì)聚焦深度（DOF）區(qū)域進(jìn)行直接測(cè)量，這種方法應(yīng)該是可以選擇的測(cè)量方法?？梢詫⑾鄼C(jī)/Deep Cleave放置在一個(gè)電動(dòng)載物臺(tái)上，通過(guò)沿光軸掃描相機(jī)，并測(cè)量中心光斑的尺寸來(lái)進(jìn)行分析。在工業(yè)領(lǐng)域主要采用的另一種測(cè)量方法是在材料加工過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整，并使用顯微鏡進(jìn)行后期分析。在一般情況下，Z軸上的不均勻性可以通過(guò)輸入光束直徑和發(fā)散度的微小變化來(lái)調(diào)整。
































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• 詞條

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