The utility model discloses a prism four optical dual channel optical system based on laser scribing, including the combination of the collimating mirror array module, cylindrical array focusing mirror module, prism lens array module, before the vindication of prism, long off-axis parabolic mirror array module, light absorbing array module, long inclined plane reflecting mirror arrays module, strip plane reflecting mirror array module, long oblique parabolic mirror array module and cutting material. The utility model provides an application in the domain refining oriented silicon steel laser scribing to reduce iron loss, fast scanning, has scored very wide format, processing efficiency is extremely high, which greatly improves the utilization efficiency of the prism, but also enhance the efficiency of double laser engraved mark, and is suitable for the application of fiber laser cutting based on the four optical prism dual channel laser scribing optical system.
【技术实现步骤摘要】
一种基于多面棱镜四光路双通道激光刻痕光学系统
本专利技术涉及光纤激光刻痕
,更具体地说,本专利技术涉及一种基于多面棱镜四光路双通道激光刻痕光学系统。
技术介绍
取向硅钢片主要用作变压器的铁芯材料。降低取向硅钢片的铁损可以减少变压器工作过程中的能量损耗,这对于节能减排是非常重要的。取向硅钢片的铁损由磁滞损耗和涡流损耗构成,涡流损耗又分为经典涡流损耗和异常涡流损耗。异常涡流损耗是以磁畴壁移动为基础的涡流损失,与磁畴壁的移动速率成正比,在相同频率下,磁畴壁的移动速率与移动距离成正比,所以磁畴宽度越大,涡流损失也越大。在工频状态下,异常涡流损耗约占铁损的一半左右,随着取向硅钢片的不断进步,其所占的比例还在不断增大。激光刻痕是一种通过激光束照射带钢表面,利用激光束的热量在带钢的表面之下产生弹性-塑性形变区域,通过在弹塑性形变区产生的压应力和刻痕间的张应力来减小取向硅钢主畴宽度,从而达到降低其涡流损耗的物理加工方法,这种方法由于大大降低了铁损,而且是非接触加工,具有非常高的可靠性和可控制性,因此常用于取向硅钢细化磁畴以降低铁损。常见的激光刻痕包括CO2激光刻痕、固体激光刻痕、光纤激光刻痕等,CO2激光器、固体激光器电光转换效率较光纤激光器低很多,由于激光器波长原因,取向硅钢对不同波长的吸收率不同,同时激光表面刻痕的时效性与涂层烧损问题,使得光纤激光刻痕具有一定的优越性。目前相对较为高效的激光刻痕方式为扫描刻痕,包括多面棱镜扫描刻痕与振镜扫描刻痕。就已有的多面棱镜激光刻痕方案中,典型代表有通快的碟片激光器多面棱镜刻痕,大体是准直光束入射到内切圆直径极为庞大的多面棱 ...
【技术保护点】
一种基于多面棱镜四光路双通道激光刻痕光学系统,其特征在于,包括组合准直镜阵列模块(1)、柱面聚焦镜阵列模块(2)、棱镜前平反镜组阵列模块(3)、多面棱镜(4)、长条离轴抛物柱面镜阵列模块(5)、吸光阵列模块(6)、长条斜平反镜组阵列模块(7)、长条平反镜阵列模块(8)、长条斜抛物柱面镜阵列模块(9)以及刻痕材料(10);所述组合准直镜阵列模块(1)包含四组相同短焦消像差准直镜组,圆柱状;所述柱面聚焦镜阵列模块(2)包含四片相同长焦柱面透镜,矩形柱状;所述棱镜前平反镜组阵列模块(3)包含八片相同金属平反镜,内置水冷通道,圆柱状,光束偏转角≤90°;所述多面棱镜(4)为正多边形柱状侧面反射棱镜,面数20~100,偶数个反射面,正多边形内切圆直径较小;所述长条离轴抛物柱面镜阵列模块(5)包含四个相同的长向为离轴抛物线宽向为直线的柱面反射镜,长焦;所述吸光阵列模块(6)包含六组吸光材料;所述长条斜平反镜组阵列模块(7)包含八个相同的宽、高向45°斜面平反镜,90°光束偏转角;所述长条平反镜阵列模块(8)包含八个相同的平行平板反射镜,长向45°斜放置,90°光束偏转角;所述长条斜抛物柱面镜阵列模 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于多面棱镜四光路双通道激光刻痕光学系统,其特征在于,包括组合准直镜阵列模块(1)、柱面聚焦镜阵列模块(2)、棱镜前平反镜组阵列模块(3)、多面棱镜(4)、长条离轴抛物柱面镜阵列模块(5)、吸光阵列模块(6)、长条斜平反镜组阵列模块(7)、长条平反镜阵列模块(8)、长条斜抛物柱面镜阵列模块(9)以及刻痕材料(10);所述组合准直镜阵列模块(1)包含四组相同短焦消像差准直镜组,圆柱状;所述柱面聚焦镜阵列模块(2)包含四片相同长焦柱面透镜,矩形柱状;所述棱镜前平反镜组阵列模块(3)包含八片相同金属平反镜,内置水冷通道,圆柱状,光束偏转角≤90°;所述多面棱镜(4)为正多边形柱状侧面反射棱镜,面数20~100,偶数个反射面,正多边形内切圆直径较小;所述长条离轴抛物柱面镜阵列模块(5)包含四个相同的长向为离轴抛物线宽向为直线的柱面反射镜,长焦;所述吸光阵列模块(6)包含六组吸光材料;所述长条斜平反镜组阵列模块(7)包含八个相同的宽、高向45°斜面平反镜,90°光束偏转角;所述长条平反镜阵列模块(8)包含八个相同的平行平板反射镜,长向45°斜放置,90°光束偏转角;所述长条斜抛物柱面镜阵列模块(9)包含两个宽向抛物线长向直线的柱面反射镜,90°光束偏转角,短焦;所述组合准直镜阵列模块(1)组合准直镜中心轴与对应光路柱面聚焦镜阵列模块(2)柱面聚焦镜中心轴共线;所述组合准直镜阵列模块(1)、柱面聚焦镜阵列模块(2)各镜片中心轴、棱镜前平反镜组阵列模块(3)各平反镜中心轴、多面棱镜(4)垂直于棱的中心对称面;所述长条离轴抛物柱面镜阵列模块(5)各镜片中心对称面共面;所述组合准直镜阵列模块(1)、柱面聚焦镜阵列模块(2)、棱镜前平反镜组阵列模块(3)构成的四路光路结构相互平行且过多面棱镜(4)中心轴有两个中心对称面;所述柱面聚焦镜阵列模块(2)各镜片可沿光轴移动,单向聚焦,聚焦光斑为椭圆长条状光斑,长轴平行于多面棱镜(4)棱,聚焦焦点位置在多面棱镜(4)镜面附近;所述棱镜前平反镜组阵列模块(3)单光路上的两片平反镜可微调角度,确保多面棱镜(4)反射后对应的扫描光束既保证刻痕材料(10)刻痕均匀一致性,又避免多余的光束入射到别的光路上,多余的光束被吸光阵列模块(6)分别吸收;所述多面棱镜(4)转轴为多面棱镜(4)中心轴,匀速转动,最大转动频率1000Hz,单个镜面扫描角稍大于长条离轴抛物柱面镜阵列模块(5)单个长条离轴抛物柱面镜长度,保证入射到长条离轴抛物柱面镜上的光束能量一致性;所述长条离轴抛物柱面镜阵列模块(5)各镜片抛物线焦点在多面棱镜(4)镜面附近,抛物线中心轴垂直于组合准直镜阵列模块(1)对应的组合准直镜中心轴,长条离轴抛物柱面镜对单向聚焦光束实现对应方向的准直扩束,经过长条离轴抛物柱面镜后的光束为准直光束或近似准直光束。2.根据权利要求1所述的一种基于多面棱镜四光路双通道激光刻痕光学系统,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:邵华江,李思佳,李思泉,
申请(专利权)人:上海嘉强自动化技术有限公司,
类型:新型
国别省市:上海,31
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