The present application discloses a high-power coupled laser processing device and a laser processing system. The device includes a window lens and a liquid chamber, and the liquid chamber includes a focusing lens, a supporting structure and a liquid shrinkage conduction device, and a full reflection coating on the inner wall of the liquid shrinking transmission device. The device and system use large aperture to introduce ultra large power beam into the fluid system, improve the reliability of the laser in the inlet of the fluid system, and can achieve high power laser coupling and deep depth placement. It has the advantages of high reliability, high processing depth and low maintenance cost.
【技术实现步骤摘要】
一种大功率耦合激光加工装置及激光加工系统
本申请涉及一种大功率耦合激光加工装置及激光加工系统,特别涉及可实现无热影响大深度激光加工的一种大功率耦合激光方法与装置,属于激光加工
技术介绍
目前,常规激光加工的效率和质量随着深度增加而快速下降,遭遇深度极限,且存在加工锥度。因此,实现低热影响、大深度介入式加工是激光加工界的重大问题。公知的短脉冲干式激光加工为主,其在浅层材料的瞬时去除效率和热影响控制方面是有优势,但仍存在突出问题:孔加工有锥度,深度能力欠缺,大深度(>5毫米)加工时丧失短脉冲优势。为了解决激光加工过程中材料的热影响,拓展加工深度,SYNOVA公司展开了微射流型水助激光加工技术。以SYNOVA公司为代表的微射流型水助激光加工技术对多种材料的穿透性切割具有优异的加工性能,相对干式激光加工具有加工锥度明显减小、加工热影响小、表面清洁等一系列优势。但该技术很难保持大深度加工的高效率,深度能力在10毫米左右遇到极限;另外,该技术为了保证可靠性,激光传输强度不宜太高,限制了耦合功率的提高,影响加工速度。GE全球研发中心专利技术了液核光纤激光加工技术,该技术使用特殊的微管通水传光,管壁材料的光导系数低于纯净水,可以实现光的全反射传输,可以在空气中射出层流水柱,等效于SYNOVA技术。但同时,其固体管壁允许光纤弯曲,可以深入狭窄空间或在水下进行加工。由于端部去除物对光的散射效应以及光纤头部过于接近加工区域导致的光纤易损性,介入式加工至今没有实现,最好记录是钻入材料约3毫米。中国科学院宁波材料技术与工程研究所张文武团队专利技术专利“一种激 ...
【技术保护点】
1.一种大功率耦合激光加工装置,其特征在于,所述装置包括窗口透镜和液体腔室;所述液体腔室包括聚焦透镜、支撑结构及液体缩流传导装置;所述液体缩流传导装置的内壁上涂有全反射涂层。
【技术特征摘要】
1.一种大功率耦合激光加工装置,其特征在于,所述装置包括窗口透镜和液体腔室;所述液体腔室包括聚焦透镜、支撑结构及液体缩流传导装置;所述液体缩流传导装置的内壁上涂有全反射涂层。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述全反射涂层材料的折射率小于内部流体物质的折射率;优选地,所述流体物质为水,全反射涂层材料为聚四氟乙烯。3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述窗口透镜和液体腔室的几何中心均位于主光轴上,所述聚焦透镜位于激光光路位于窗口透镜的下行方向。4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述聚焦透镜固定在支撑结构上,且固定位置密封。5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述支撑结构侧壁上沿激光光路于聚焦透镜的下行方向设有注流口,流体物质沿注流口注入;所述注流口沿支撑结构侧壁周向均匀分布。6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液体缩流传导装置沿激光光路方向固定在所述支撑结构注流口的下行方向;所述液体缩流传导装置入口口径大于其出口口径,口径沿激光光路方向逐渐减小;所述液体缩流传导装置的结构旋转中心与主光轴一致;所述液体缩流传导装置的出口,与主光轴呈夹角α圆滑倾斜,倾斜后两侧仍然保持对称平行,且出口内凹一侧的内凹距离小于口径的1...
【专利技术属性】
技术研发人员:张广义,张文武,王玉峰,张正,
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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