一种激光切割装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及激光加工技术领域，具体涉及一种激光切割装置。所述激光切割装置，包括用于射出高斯光束的激光器、用于将高斯光束整形为贝塞尔光束的光束整形系统以及棱镜，所述棱镜可绕光束整形系统的主光轴旋转，所述棱镜可改变贝塞尔光束的路径，所述棱镜与光束整形系统平行设置。

A laser cutting device

The utility model relates to the technical field of laser processing, in particular to a laser cutting device. The laser cutting device includes a laser for emitting a Gaussian beam, a beam shaping system and a prism for shaping a Gaussian beam into a Bessel beam. The prism can rotate around the main optical axis of the beam shaping system, the prism can change the path of the Bessel beam, and the prism is arranged in parallel with the beam shaping system.

【技术实现步骤摘要】
一种激光切割装置
本技术涉及激光加工
，具体涉及一种激光切割装置。
技术介绍
激光旋切钻孔方式多样，普通的激光钻孔方式，聚焦激光束垂直入射被加工表面，由于高斯光束本身的性质，会有一定的锥角，此处锥角定义为正锥角，仍需辅助以其他手段裂片。为了实现无锥度的旋切，苏州德龙激光提出通过四个楔形棱镜的联动，配合聚焦物镜，可实现尺寸可变，锥度可控的旋切，但这种方式依靠光路中的楔形棱镜的运动，公差对切割效果的影响大，且切割效率低。当材料厚度达一定程度，无法切穿材料。武汉华工提出振镜、4f系统、大孔径聚焦物镜组合的方式，使聚焦光束相对于工作面以一定倾角入射如图1，实现无锥度的旋切。根据像差理论，轴外像点存在像差，聚焦光斑作用区域强度非对称，且焦深有限，当材料厚度达一定程度，无法切穿材料。
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，提供一种激光切割装置，克服现有技术无法切穿厚度过厚的透明材料的缺陷。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光切割装置，包括用于射出高斯光束的激光器、用于将高斯光束整形为贝塞尔光束的光束整形系统以及棱镜，所述棱镜可绕光束整形系统的主光轴旋转，所述棱镜可改变贝塞尔光束的路径，所述棱镜与光束整形系统平行设置。本技术的更进一步优选方案是：所述棱镜为楔形棱镜。本技术的更进一步优选方案是：所述光束整形系统包括第一镜片、第二镜片以及第三镜片，所述第一镜片、第二镜片以及第三镜片相互平行设置。本技术的更进一步优选方案是：所述第一镜片为用于整形光束的光学元件。本技术的更进一步优选方案是：所述第一镜片为轴锥棱镜。本技术的更进一步优选方案是：所述第二镜片和第三镜片均为凸透镜。本技术的有益效果在于，通过设置激光器、光束整形系统以及棱镜，将激光器射出的高斯光整形为长焦深的贝塞尔光束，可穿透厚度更深的透明材料，棱镜可绕光束整形系统的主光轴旋转，同时还可改变贝塞尔光束的路径，改变楔形棱镜的朝向和楔角，可实现正锥角、负锥角或零锥角的旋切，达到了切割厚度较厚的透明材料的目的。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是本技术激光切割装置的结构示意图；图2是贝塞尔光束光斑分布强度示意图；图3是贝塞尔光束光强分布曲线示意图。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，本技术的激光切割装置包括用于射出高斯光束的激光器10、用于将高斯光束整形为贝塞尔光束的光束整形系统20以及棱镜30，所述棱镜30可绕光束整形系统20的主光轴旋转，所述棱镜30可改变贝塞尔光束的路径，所述棱镜30与光束整形系统20平行设置。通过设置激光器10、光束整形系统20以及棱镜30，将激光器10射出的高斯光整形为长焦深的贝塞尔光束，可穿透厚度更深的透明材料40，棱镜30可绕光束整形系统的主光轴旋转，同时还可改变贝塞尔光束的路径，改变楔形棱镜的朝向和楔角，可实现正锥角、负锥角或零锥角的旋切，达到了切割厚度较厚的透明材料40的目的。如图1所示，在本实施例中，所述棱镜30为楔形棱镜。选用楔形棱镜可降低成本、同时制造简单。所述光束整形系统20包括第一镜片21、第二镜片22以及第三镜片23，所述第一镜片21、第二镜片22以及第三镜片23相互平行设置。激光器10射出来的高斯光通过光束整形系统20整形为长焦深的贝塞尔光束，可以穿透厚度更厚的透明材料40。所述第一镜片21为用于整形光束的光学元件，在本实施例中，所述第一镜片21为轴锥棱镜，轴锥棱镜可将高斯光束整形为贝塞尔光束。在本实施例中，第二镜片22和第三镜片23均为凸透镜，利用第二镜片22和第三镜片23可将贝塞尔光束整形为目标尺寸。如图1、2、3所示，贝塞尔光能沿着轴向传播有限距离，且截面光强的曲线分布形式不变，初级光斑能量强度最高，同时被无数的同心环包围。对透明材料40实现锥度可控的旋切钻孔，每个截面仍为贝塞尔光斑，但整个光束的中心轴与整个光路的主光轴成一定角度，从而在材料内部实现一定锥度一定深度的切深。将楔形棱镜绕贝塞尔光路系统的主光轴旋转，实现锥度可控的旋切技术，由于重力与摩擦力的相互关系，更易于裂片，甚至略去其他辅助手段裂片过程，提高整个加工效率；改变楔形棱镜的朝向和楔角，可实现正锥角、负锥角或零锥角的旋切，光路灵活性高；整个光路只需将楔形棱镜绕光轴旋转，提高加工效率；贝塞尔光有较长的焦深，能对一定厚度的材料旋切。应当理解的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光切割装置，其特征在于：包括用于射出高斯光束的激光器、用于将高斯光束整形为贝塞尔光束的光束整形系统以及棱镜，所述棱镜可绕光束整形系统的主光轴旋转，所述棱镜可改变贝塞尔光束的路径，所述棱镜与光束整形系统平行设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光切割装置，其特征在于：包括用于射出高斯光束的激光器、用于将高斯光束整形为贝塞尔光束的光束整形系统以及棱镜，所述棱镜可绕光束整形系统的主光轴旋转，所述棱镜可改变贝塞尔光束的路径，所述棱镜与光束整形系统平行设置。


2.根据权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于：所述棱镜为楔形棱镜。


3.根据权利要求2所述的激光切割装置，其特征在于：所述光束整形系...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞萍萍，苑学瑞，张小军，邓正东，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