一种监测调控激光分光光束的光路系统技术方案

本实用新型专利技术涉及激光器领域，具体涉及一种监测调控激光分光光束的光路系统，包括：该激光发射器用于发射线偏振激光光束；该偏振方向调整模块用于改变线偏振激光光束的偏振方向；该线偏振激光光束的P向偏振光透过第一偏振分束镜，该线偏振激光光束的S向偏振光被第一偏振分束镜反射；该功率计模块分别测量P向偏振光和S向偏振光的能量；该处理单元根据能量比信息控制偏振方向调整模块改变线偏振激光光束的偏振方向。本实用新型专利技术通过设计一种监测调控激光分光光束的光路系统，采用分光稳定的偏振分束镜，避免了高功率激光长时间照射造的不稳定，协同光头光束质量和能量的实时监控系统，确保激光分光功率的稳定性。

Optical path system for monitoring and controlling laser beam

The utility model relates to the laser field, in particular relates to a monitoring control laser light beam of the light path system, including: the laser transmitter is used for transmitting polarized laser beam; the polarization direction adjustment module for changing the direction of polarization of polarized laser beam; the line polarization of laser beam to P polarized light through the first polarization beam splitter the mirror, linearly polarized laser beam to S polarized light is the first polarization beam splitter mirror; the power meter module respectively to measure P and S polarized light energy to polarized light; the processing unit according to the energy ratio of polarization direction information to control the change of polarized direction polarized laser beam adjustment module. The utility model through the design of a monitoring and control of laser beams in the optical system, the optical stability of polarization beam splitter, avoid the irradiation of high power laser long time made unstable, the real-time monitoring system of collaborative head beam quality and energy, to ensure the stability of laser light power.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光器领域，具体涉及一种监测调控激光分光光束的光路系统。
技术介绍
随着激光器技术的发展，高输出功率纳秒激光器以及高峰值功率的超快激光越来越多的应用在激光加工生产中，激光器的输出功率远远满足普通的单头聚焦的加工方式。为了提高生产效率以及设备的成本，市场出现了激光器分光的双工位或多工位加工的方式。上述加工方式不仅操作方便、而且各位工位的加工品质差别小，生产成本大幅降低。最常见的分光方式有高速旋转电机分光、半透半反分光、偏振分光。其中，高速旋转电机分光是在不同工位需要加工时，旋转电机带动反射镜旋转，镜光路反射到需要加工的工位的光路中。然而，这种方式不同实现多工位同时加工，效率提升较低。其中，半透半反分光镜片包括薄膜式分束镜、平板式分束镜和非偏振型分束立方体。在薄膜式半透半反分光中，几乎消除了较厚的玻璃分束镜中存在的多次反射，所以不会产生鬼影。另外，与分光平片不同，透射光束相对于入射光束的光轴偏移可以忽略。但是，由于薄膜干涉效应，它们在分光比上展示出正弦波形振荡，另外也非常脆弱。在非偏振型分束立方体中，可以实现入射光的偏振态几乎无关的50:50分光比，但是在高功率激光长时间作用下，晶体受热变形会影响分光光束质量。在平板式分束镜中，可以避免非偏振型分束立方长时间工作的缺点，但是无法实现分光比的改变。其中，偏振分光多采用偏振分束立方体，可以避免产生鬼影的现象。但是同样会出现像非偏振型分束立方体的问题，晶体吸收激光能量产生变形，造成分光能量变化。即使光路中添加冷却系统对晶体进行冷却，但不能完全消除热影响。
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，提供一种监测调控激光分光光束的光路系统，提高工作时长、提高工作效率、降低不利影响。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种监测调控激光分光光束的光路系统，包括：激光发射器，该激光发射器用于发射线偏振激光光束；偏振方向调整模块，该激光发射器发射的线偏振激光光束入射到偏振方向调整模块，该偏振方向调整模块用于改变线偏振激光光束的偏振方向；第一偏振分束镜，该经过偏振方向调整模块的线偏振激光光束入射到该第一偏振分束镜，该线偏振激光光束的P向偏振光透过第一偏振分束镜，该线偏振激光光束的S向偏振光被第一偏振分束镜反射；功率计模块，该功率计模块分别测量P向偏振光和S向偏振光的能量，并获得两者的能量比信息；处理单元，该处理单元分别与偏振方向调整模块和功率计模块连接，该处理单元根据能量比信息控制偏振方向调整模块，改变入射到第一偏振分束镜的线偏振激光光束的偏振方向，实现改变P向偏振光和S向偏振光的能量比。其中，较佳方案是：该偏振方向调整模块包括与处理单元连接的空心旋转电机和半波片，该空心旋转电机带动半波片转动，该线偏振激光光束入射到半波片并通过半波片的转动改变线偏振激光光束的偏振方向；该处理单元根据能量比信息控制空心旋转电机带动半波片转动，实现改变线偏振激光光束的偏振方向。其中，较佳方案是：该光路系统还包括第二偏振分束镜和第一反光镜，该第二偏振分束镜和第一反光镜均设置在S向偏振光的激光光路上，该第二偏振分束镜将被第一偏振分束镜反射的S向偏振光反射到第一反光镜中，该第一反光镜将S向偏振光反射到功率计模块中。其中，较佳方案是：该第一偏振分束镜为布儒斯特镜片或平板型偏振分束镜片。其中，较佳方案是：该第二偏振分束镜为布儒斯特镜片或平板型偏振分束镜片。其中，较佳方案是：该光路系统还包括第二反光镜，该第二反光镜设置在P向偏振光的激光光路上，该第二反光镜将透过第一偏振分束镜反射的P向偏振光反射到功率计模块中。其中，较佳方案是：该光路系统还包括与处理单元连接的CCD监控单元，该CCD监控单元用于监控第二反光镜的光束质量和成像亮度的变化，并将变化值反馈到处理单元中。其中，较佳方案是：该CCD监控单元包括一预设值，该光束质量和成像亮度的变化值超出预设值时，该功率计模块重新测量P向偏振光和S向偏振光的能量，并将能量比信息反馈到处理单元中。其中，较佳方案是：该CCD监控单元包括一报警值，该光束质量和成像亮度的变化值超出报警值时，该CCD监控单元产生报警信息并发送到处理单元中，该处理单元根据报警信息停止激光发射器工作。本技术的有益效果在于，与现有技术相比，本技术通过设计一种监测调控激光分光光束的光路系统，采用分光稳定的偏振分束镜，避免了高功率激光长时间照射造的不稳定，协同光头光束质量和能量的实时监控系统，确保激光分光功率的稳定性；同时通过空心旋转电机带动半波片旋转改变激光的偏振方向，可实现任意比例的分光。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是本技术激光器分光光束的光路系统的结构示意图；图2是本技术平板型偏振分束镜片的结构示意图；图3是本技术布儒斯特镜片的结构示意图；图4是本技术产生鬼影的偏振分束镜的结构示意图；图5是本技术去除鬼影的偏振分束镜组的结构示意图。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，本技术提供一种监测调控激光分光光束的光路系统的优选实施例。一种监测调控激光分光光束的光路系统，包括激光发射器10、偏振方向调整模块20、第一偏振分束镜31、功率计模块60和处理单元(未显示)，激光发射器10发射线偏振激光光束并依次通过偏振方向调整模块20、第一偏振分束镜31产生两束线偏振激光光束，处理单元分别与激光发射器10、偏振方向调整模块20和功率计模块60连接，具体描述如下：在本实施例中，激光发射器10用于发射线偏振激光光束。在本实施例中，激光发射器10发射的线偏振激光光束入射到偏振方向调整模块20，偏振方向调整模块20用于改变线偏振激光光束的偏振方向。进一步地，偏振方向调整模块20包括与处理单元连接的空心旋转电机21和半波片22，空心旋转电机21带动半波片22转动，线偏振激光光束入射到半波片22并通过半波片22的转动改变线偏振激光光束的偏振方向；处理单元根据能量比信息控制空心旋转电机21带动半波片22转动，实现改变线偏振激光光束的偏振方向，从而使得分光后的两路光束的能量比满足加工的要求。在本实施例中，经过偏振方向调整模块20的线偏振激光光束入射到第一偏振分束镜31，线偏振激光光束的P向偏振光透过第一偏振分束镜31，线偏振激光光束的S向偏振光被第一偏振分束镜31反射，偏振分束镜散热性好，，吸收激光能量低，可以经受长时间高功率激光的照射。参考图2、图3、图4和图5，偏振分束镜一般为布儒斯特镜片或平板型偏振分束镜片，布儒斯特镜片的入射角α为布儒斯特角，平板型偏振分束镜片的入射角为45度；偏振分束镜的偏振分光时会产生鬼影，通过如图5所示的偏振分束镜组，可以减弱鬼影的影响。故光路系统还包括第二偏振分束镜32和第一反光镜41，第一偏振分束镜31和第二偏振分束镜32构成减弱产生鬼影的偏振分束镜组，被第一偏振分束镜31反射的P向偏振光入射到第二偏振分束镜32中，完全透过第二偏振分束镜32没有发生反射，因而在第二偏振分束镜32上减弱鬼影的存在；第二偏振分束镜32和第一反光镜41均设置在S向偏振光的激光光路上，第二偏振分束镜32将被第一偏振分束镜31反射的S向偏振光反射到第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测调控激光分光光束的光路系统，其特征在于，包括：激光发射器，该激光发射器用于发射线偏振激光光束；偏振方向调整模块，该激光发射器发射的线偏振激光光束入射到偏振方向调整模块，该偏振方向调整模块用于改变线偏振激光光束的偏振方向；第一偏振分束镜，该经过偏振方向调整模块的线偏振激光光束入射到该第一偏振分束镜，该线偏振激光光束的P向偏振光透过第一偏振分束镜，该线偏振激光光束的S向偏振光被第一偏振分束镜反射；功率计模块，该功率计模块分别测量P向偏振光和S向偏振光的能量，并获得两者的能量比信息；处理单元，该处理单元分别与偏振方向调整模块和功率计模块连接，该处理单元根据能量比信息控制偏振方向调整模块，改变入射到第一偏振分束镜的线偏振激光光束的偏振方向，改变P向偏振光和S向偏振光的能量比。

【技术特征摘要】
1.一种监测调控激光分光光束的光路系统，其特征在于，包括：激光发射器，该激光发射器用于发射线偏振激光光束；偏振方向调整模块，该激光发射器发射的线偏振激光光束入射到偏振方向调整模块，该偏振方向调整模块用于改变线偏振激光光束的偏振方向；第一偏振分束镜，该经过偏振方向调整模块的线偏振激光光束入射到该第一偏振分束镜，该线偏振激光光束的P向偏振光透过第一偏振分束镜，该线偏振激光光束的S向偏振光被第一偏振分束镜反射；功率计模块，该功率计模块分别测量P向偏振光和S向偏振光的能量，并获得两者的能量比信息；处理单元，该处理单元分别与偏振方向调整模块和功率计模块连接，该处理单元根据能量比信息控制偏振方向调整模块，改变入射到第一偏振分束镜的线偏振激光光束的偏振方向，改变P向偏振光和S向偏振光的能量比。2.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于：该偏振方向调整模块包括与处理单元连接的空心旋转电机和半波片，该空心旋转电机带动半波片转动，该线偏振激光光束入射到半波片并通过半波片的转动改变线偏振激光光束的偏振方向；该处理单元根据能量比信息控制空心旋转电机带动半波片转动，改变线偏振激光光束的偏振方向。3.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于：该光路系统还包括第二偏振分束镜和第一反光镜，该第二偏振分束镜和第一反光镜均设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑学瑞，张小军，卢建刚，马国东，唐建刚，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