双光束激光加工光学系统技术方案

技术编号:24207204 阅读:24 留言:0更新日期:2020-05-20 15:11
本实用新型专利技术属于激光加工领域,公开了一种双光束激光加工光学系统,包括用于发射主激光的脉冲光纤激光器(1)、用于发射辅助激光的连续激光器(2)、可调偏转方向的反射镜、合束器(4)、聚焦组件和激光扫描组件;辅助激光经由可调偏转方向的反射镜与主激光合束后形成双光束激光,该双光束激光被传输至待处理的工件进行激光加工,在工件激光加工路径上始终维持辅助激光聚焦光斑与主激光聚焦光斑两者的相对位置不变。本实用新型专利技术通过对该系统里各个组件的构成及它们的相互作用关系等进行改进,引入在工件激光加工路径上聚焦光斑始终与主激光聚焦光斑保持相对位置不变的辅助激光,实现双光束,能够克服高功率光纤激光器价格昂贵等问题。

Two beam laser processing optical system

【技术实现步骤摘要】
双光束激光加工光学系统
本技术属于激光加工领域,更具体地,涉及一种双光束激光加工光学系统。
技术介绍
光纤激光器结构简单,体积小巧,操作和维护动行简单可靠,不需要像半导体激光泵浦固体激光器系统中的水冷结构等的复杂设备。与灯泵浦激光器相比,光纤激光器消耗的电能仅约为灯泵浦激光器系统的1%,并且因为光纤只能传输基本的空间模式,所以光纤激光器的光束质量不受激光功率运作的影响。光纤激光器是所有固体激光器之中最稳定和易于使用的,高功率脉冲光纤激光器与传统加工和其他类型的加工相比优势突显,纳秒高功率脉冲光纤激光器成为激光深雕和激光清洗等应用的首选。但目前的纳秒高功率脉冲光纤激光器与连续激光器相比价格昂贵的多,且纳秒高功率脉冲光纤激光器技术突破难,平均功率更高的脉冲光纤激光器的价格甚至要翻倍。如,一台平均功率200W的纳秒高功率光纤激光器报价35万元,而1000W的连续半导体激光器的价格还不到它的1/3。一台平均功率300W的纳秒高功率光纤激光器则比上面两个激光器价格加在一起要贵的多,可以看到只靠高功率脉冲光纤激光器产生的主激光进行激光加工的方式价格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双光束激光加工光学系统,其特征在于,包括脉冲光纤激光器(1)、连续激光器(2)、可调偏转方向的反射镜(3)、合束器(4)、聚焦组件和激光扫描组件;其中,/n所述脉冲光纤激光器(1)用于发射主激光,所述连续激光器(2)用于发射辅助激光,该辅助激光经由所述可调偏转方向的反射镜(3)与所述主激光一同入射到所述合束器(4)中进行合束形成双光束激光,其中所述可调偏转方向的反射镜(3)用于调节所述辅助激光与主激光的相对位置;合束后的双光束激光用于通过所述聚焦组件和所述激光扫描组件传输至待处理的工件,从而用于对工件进行激光加工,并且在工件激光加工路径上始终维持辅助激光聚焦光斑与主激光聚焦光斑两者的相...

【技术特征摘要】
1.一种双光束激光加工光学系统,其特征在于,包括脉冲光纤激光器(1)、连续激光器(2)、可调偏转方向的反射镜(3)、合束器(4)、聚焦组件和激光扫描组件;其中,
所述脉冲光纤激光器(1)用于发射主激光,所述连续激光器(2)用于发射辅助激光,该辅助激光经由所述可调偏转方向的反射镜(3)与所述主激光一同入射到所述合束器(4)中进行合束形成双光束激光,其中所述可调偏转方向的反射镜(3)用于调节所述辅助激光与主激光的相对位置;合束后的双光束激光用于通过所述聚焦组件和所述激光扫描组件传输至待处理的工件,从而用于对工件进行激光加工,并且在工件激光加工路径上始终维持辅助激光聚焦光斑与主激光聚焦光斑两者的相对位置不变。


2.如权利要求1所述双光束激光加工光学系统,其特征在于,所述可调偏转方向的反射镜(3)包括反射镜安装板和固定在该反射镜安装板上的子反射镜(35);其中,所述反射镜安装板上设置有支点钢珠(31),并且该反射镜安装板还与压电陶瓷位移驱动器(32,33)相连,所述压电陶瓷位移驱动器(32,33)用于带动所述反射镜安装板绕所述支点钢珠(31)偏转,从而实现所述子反射镜(35)偏转方向的调节,进而调节在工件激光加工路径上辅助激光聚焦光斑与主激光聚焦光斑两者的相对位置。


3.如权利要求1所述双光束激光加工光学系统,其特征在于,所述辅助激光聚焦光斑与主激光聚焦光斑两者的相对位置具体为主激光聚焦光斑与辅助激光聚焦光斑同心,或者为辅助激光聚焦光斑在前、且主激光聚焦光斑在后,或者为辅助激光聚焦光斑在后、且主激光聚焦光斑在前。


4.如权利要求1所述双光束激光加工光学系统,其特征在于,所述主激光聚焦光斑和所述辅助激光聚焦光斑均为圆光斑,并且辅助激光聚焦光斑的面积大于所述主激光聚焦光斑;此外,所述双光束激光的扫描运动方向平行于所述主激光聚焦光斑和所述辅助激光聚焦光斑的圆心连线。


5.如权利要求1所述双光束激光加工光学系统,其特征在于,所述激光扫描组件为扫描振镜组,该扫描振镜组包括至少一组由振镜和扫描镜组成的振镜-扫描镜组,用于实现所述辅助激光和所述主激光的共同扫描运动。


6.如权利要求1所述双光束激光加工光学系统,其特征在于,所述脉冲光纤激光器(1)为纳秒脉冲光纤激光器;
所述连续激光器(2)为连续光纤激光器或连续半导体激光器;
所述合束器(4)为透射/反射滤光片,或波长合束器,或偏振合束器。


7.如权利要求1所述双光束激光加工光学系统,其特征在于,所述聚焦组件为长焦镜或场镜;其中,所述长焦镜放置在所述合束器(...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦应雄李玫瑰唐霞辉
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:新型
国别省市:湖北;42

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