一种激光光束的整形装置及设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及激光光束整形领域，具体涉及一种激光光束的整形装置及设备。一种激光光束的整形装置，所述整形装置包括两个呈角度设置的屋面反射镜，所述屋面反射镜包括呈角度且中心对称设置的第一反射面和第二反射面，所述整形装置还包括设置在两屋面反射镜之间的光束传输组件。本实用新型专利技术通过反射镜的相互组合设置实现了激光能量分布均匀，解决了切割锥度大、切割速度低的问题。

A Laser Beam Shaping Device and Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种激光光束的整形装置及设备
本技术涉及激光光束整形领域，具体涉及一种激光光束的整形装置及设备。
技术介绍
激光切割是利用经过聚焦的高功率密度激光束照射被切割材料，使材料迅速被加热至汽化温度，熔化蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的切缝。再借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光器本身发出的光束直径较大，光束呈高斯分布，聚焦后能量分布不均匀，得到的聚焦光斑中间能量密度远高于周围能量密度，中心能量高很容易将材料去除，但周围能量密度远远低于激光切割所需要的能量密度，去除效果差，导致出现了较大的切割锥度。激光切割设备的发展对光束质量提出了越来越高的要求，一方面，微纳米器件的激光精细加工要求的激光光斑越来越小，另一方面，精细加工要求的激光光斑为整形光束，而不是高斯分布。在现有技术中提出了利用可变光阑滤掉高斯光束边缘能量密度较低部分，由于遮挡了部分激光，降低了激光能量从而影响了激光加工效率，此方法只在一定程度上降低了能量密度梯度分布值，并没有从根本上解决高斯分布问题。另外，现有技术提出的激光悬切钻孔技术对平台精度要求高，同时切割速度慢，降低了加工效率。因此，设计一种切割锥度小且切割速度快的激光光束整形装置是本领域一直研究的问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光光束的整形装置，克服了激光切割锥度大，切割速度慢的问题。为解决该技术问题，本技术提供一种激光光束的整形装置，所述整形装置包括两个呈角度设置的屋面反射镜，所述屋面反射镜包括呈角度且中心对称设置的第一反射面和第二反射面，所述整形装置还包括设置在两屋面反射镜之间的光束传输组件；其中，入射至其中一屋面反射镜的激光光束经过所述屋面反射镜分束后，再经过光束传输组件入射至另一屋面反射镜上，并汇聚成一束与入射光束的光强分布不同的整形光束。其中，较佳方案为两个所述屋面反射镜相互垂直设置。其中，较佳方案为所述光束传输组件包括第一光束传输件和第二光束传输件，所述第一光束传输件设置在两个屋面反射镜的第一反射面的光路路径上，所述第二光束传输件设置在两个屋面反射镜的第二反射面的光路路径上。其中，较佳方案为所述第一光束传输件和第二光束传输件均包括两面平面反射镜。其中，较佳方案为所述第一光束传输件中的其中一面平面反射镜与第二光束传输件中的其中一面平面反射镜相互平行设置，所述第一光束传输件中的另一面平面反射镜与第二光束传输件中的另一面平面反射镜平行设置。其中，较佳方案为所述光束传输组件包括第一光纤和第二光纤，所述第一光纤设置在两个屋面反射镜的第一反射面的光路路径上，所述第二光纤设置在两个屋面反射镜的第二反射面的光路路径上。其中，较佳方案为两个所述屋面反射镜均设置一方形底面，所述方形底面的边长为5-35mm，所述第一反射面和第二反射面的边缘厚度为3.5-4.5mm，其中心厚度为4.0-7.0mm；以及，所述屋面反射镜的第一反射面和第二反射面表面均镀有波长反射膜。为解决该技术问题，本技术还提供一种激光光束的整形设备，所述整形设备包括腔体，设置在腔体同一端面上进光口和出光口，设置在腔体且如上所述的整形装置，所述整形装置的一屋面反射镜呈角度朝向进光口设置，其另一屋面反射镜呈角度朝向出光口设置；其中，从进光口入射的高斯光束经过屋面反射镜分束成两相同大小的半高斯光束，并分别经过整形装置的光束传输组件汇聚至另一屋面反射镜上，将汇聚的外侧强光包围弱光的准直光束从出光口反射出。其中，较佳方案为所述进光口与对应的屋面反射镜呈45度角设置；所述出光口与对应的屋面反射镜呈45度角设置。为解决该技术问题，本技术还提供一种激光光束的整形装置，所述整形装置包括两个垂直设置的屋面反射镜，所述屋面反射镜包括呈角度且中心对称设置的第一反射面和第二反射面，所述整形装置还包括均设有两面平面反射镜的第一光束传输件和第二传输件，成对设置的两对平面反射镜相互平行设置；其中，呈45度角入射至其中一面屋面反射镜的高斯光束经过屋面反射镜分束成两相同大小的半高斯光束，并分别经过第一光束传输件和第二传输件汇聚至另一屋面反射镜上，另一屋面反射镜将汇聚的以外侧强光包围弱光的准直光束从出光口反射出。本技术的有益效果在于，与现有技术相比，本技术通过设置由两面成角度设置的反射镜组成的分光件将激光光束反射成为两束形状相同的半高斯光束，解决了激光本身的光束直径大，能量密度低的问题，进一步地，本技术通过设置两对平面反射镜将光束周围较弱的光聚焦到中心，将中心较强的光聚焦到光束最外侧，解决了激光呈高斯分布的问题。最后通过设置由两面成角度设置的反射镜组成的汇聚件将两条半高斯光束汇聚为一条以强光包围弱光的准直光束，实现了激光能量分布均匀，解决了切割锥度大、切割速度低的问题。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1为激光光束整形装置的结构示意图；图2为激光光束整形设备的结构示意图；图3为激光光束整形光路示意图。具体实施方式现结合附图，对本技术的较佳实施例作详细说明。如图1所示，本技术提供一种激光光束的整形装置的最佳实施例。一种激光光束的整形装置，所述整形装置包括两个呈角度设置的屋面反射镜，分别为屋面反射镜101和屋面反射镜102，所述屋面反射镜101包括呈角度且中心对称设置的第一反射面1011和第二反射面1012，所述屋面反射镜102包括呈角度且中心对称设置的第一反射面1021和第二反射面1022，所述整形装置还包括设置在屋面反射镜101和屋面反射镜102之间的光束传输组件。具体地，入射至屋面反射镜101的激光光束经过所述屋面反射镜101分束后，再经过光束传输组件入射至屋面反射镜102上，并汇聚成一束与入射光束的光强分布不同的整形光束。其中，入射光束与整形光束的光强分布不同，即整形光束中的强光光束分布位置为入射光束中的弱光光束分布位置，整形光束中的弱光光束分布位置为入射光束中强光的分布位置。本技术还提供两面屋面反射镜的最佳实施例。参考图1，所述屋面反射镜101与屋面反射镜102相互垂直设置，即所述屋面反射镜101的第一反射面1011与所述无面反射镜102的第一反射面1021垂直，所述屋面反射镜101的第二反射面1012与所述无面反射镜102的第二反射面1022垂直。进一步地，所述屋面反射镜101和所述屋面反射镜102均设置一方形底面，所述方形底面的边长为5-35mm，所述屋面反射镜101和所述屋面反射镜102中的第一反射面和第二反射面的边缘厚度均为3.5-4.5mm，所述屋面反射镜101和所述屋面反射镜102中的第一反射面和第二反射面的中心厚度均为4.0-7.0mm；以及，所述屋面反射镜101和所述屋面反射镜102的第一反射面和第二反射面表面均镀有波长反射膜。其中，波长反射膜的长度为长度为248nm-10600nm。本技术还提供光束传输组件的最佳实施例。所述光束传输组件包括第一光束传输件和第二光束传输件，所述第一光束传输件设置在屋面反射镜101的第一反射面1011和屋面反射镜102的第一反射面1021的光路路径上，所述第二光束传输件设置在屋面反射镜101的第一反射面1012和屋面反射镜102本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光光束的整形装置，其特征在于：所述整形装置包括两个呈角度设置的屋面反射镜，所述屋面反射镜包括呈角度且中心对称设置的第一反射面和第二反射面，所述整形装置还包括设置在两屋面反射镜之间的光束传输组件；其中，入射至其中一屋面反射镜的激光光束经过所述屋面反射镜分束后，再经过光束传输组件入射至另一屋面反射镜上，并汇聚成一束与入射光束的光强分布不同的整形光束。

【技术特征摘要】
1.一种激光光束的整形装置，其特征在于：所述整形装置包括两个呈角度设置的屋面反射镜，所述屋面反射镜包括呈角度且中心对称设置的第一反射面和第二反射面，所述整形装置还包括设置在两屋面反射镜之间的光束传输组件；其中，入射至其中一屋面反射镜的激光光束经过所述屋面反射镜分束后，再经过光束传输组件入射至另一屋面反射镜上，并汇聚成一束与入射光束的光强分布不同的整形光束。2.根据权利要求1所述的整形装置，其特征在于：两个所述屋面反射镜相互垂直设置。3.根据权利要求1或2所述的整形装置，其特征在于：所述光束传输组件包括第一光束传输件和第二光束传输件，所述第一光束传输件设置在两个屋面反射镜的第一反射面的光路路径上，所述第二光束传输件设置在两个屋面反射镜的第二反射面的光路路径上。4.根据权利要求3所述的整形装置，其特征在于：所述第一光束传输件和第二光束传输件均包括两面平面反射镜。5.根据权利要求4所述的整形装置，其特征在于：所述第一光束传输件中的其中一面平面反射镜与第二光束传输件中的其中一面平面反射镜相互平行设置，所述第一光束传输件中的另一面平面反射镜与第二光束传输件中的另一面平面反射镜平行设置。6.根据权利要求3所述的整形装置，其特征在于：所述光束传输组件包括第一光纤和第二光纤，所述第一光纤设置在两个屋面反射镜的第一反射面的光路路径上，所述第二光纤设置在两个屋面反射镜的第二反射面的光路路径上。7.根据权利要求1所述的整形装置，其特征在于：两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈畅，柳啸，卢建刚，尹建刚，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44