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一种基于空间光调制器的三维码激光标刻方法及系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-09-23 17:27:55

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:湖北省武汉市东湖新技术开发区| 喻鑫 | 2022-12-06 17:20:22
本发明公开了一种基于空间光调制器的三维码激光标刻方法和系统,属于激光加工领域,空间光调制器中叠加有相移菲涅尔透镜、空间光栅和贝塞尔整形透镜,方法包括:提取三维码彩色图像中各色块的轮廓信息以生成相应的轮廓图像;分别将各轮廓图像对应的预设相位作为全息算法光场模型的初始值进行迭代计算,以得到各轮廓图像对应的目标相位;将各目标相位依次输入至空间光调制器以将入射激光光束进行相位调制后输出贝塞尔光束,从而在目标材料上依次标刻出各轮廓图像。利用空间光调制器进行三维码激光标刻,在光路不变的情况下实现多焦点标刻,提高标刻速率,贝塞尔光束提高标刻均匀性和分辨率。
目前,在二维码和三维码激光打标领域,通常采用结合激光振镜的高速定位和打标系统,该系统通过矢量的扫描和移动振镜进行目标区域的快速打标,实际打标效果取决于激光振镜输出激光的光束质量,其调节输出的主要方式是调节振镜激光输出的占空比以改变激光功率,在大规模对一系列二维码进行打标时扫描较慢。同时振镜的控制多半只限于对振镜进行各个方向的小幅度摆动,在需要进行多焦点打标时需要多振镜或单振镜多次打标来实现。

本发明属于激光加工领域,更具体地,涉及一种基于空间光调制器的三维码激光标刻方法及系统。目前,在二维码和三维码激光打标领域,通常采用结合激光振镜的高速定位和打标系统,该系统通过矢量的扫描和移动振镜进行目标区域的快速打标,实际打标效果取决于激光振镜输出激光的光束质量,其调节输出的主要方式是调节振镜激光输出的占空比以改变激光功率,在大规模对一系列二维码进行打标时扫描较慢。同时振镜的控制多半只限于对振镜进行各个方向的小幅度摆动,在需要进行多焦点打标时需要多振镜或单振镜多次打标来实现。

针对现有技术的缺陷和改进需求,本发明提供了一种基于空间光调制器的三维码激光标刻方法及系统,其目的在于利用空间光调制器进行三维码激光标刻,在光路不变的情况下实现多焦点标刻,提高标刻速率,空间光调制器调制输出贝塞尔光束提高标刻均匀性和分辨率,并且具有速度快、效率高、损耗小和成本低的优点。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程

(1)在黑白二维码和点阵的基础上添加三维码信息,提高了二维码的防伪性、随机性和存储能力;获取相应的三维轮廓信息,将三维轮廓信息对应的三张全息相位图依次加载到空间光调制器进行三维码激光标刻,在光路不变的情况下实现多焦点标刻,提高标刻速率;

(2)在空间光调制器中叠加相移菲涅尔透镜、空间光栅和贝塞尔整形透镜,以将入射激光光束整形为贝塞尔光束,同等激光功率下提高了标刻均匀性和分辨率,并且可以在不改变激光光束的情况下实现不同位置和焦点处的标刻;

该成果可以通过技术许可、技术转让、作价入股、技术开发、技术服务等方式进行科技成果转化