基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统及加工头技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统及加工头，直接利用多个小功率光源，通过光学系统产生复合光斑，并利用这种激光系统制造加工头，包括多个光纤输出激光模块、与光纤输出激光模块对应的多个准直透镜以及一个聚焦透镜；所述光纤输出激光模块的输出光纤端面位于与之对应的准直透镜的前方焦点附近，所述准直透镜至少包括一片透镜；所述聚焦透镜至少包括一片透镜，位于准直透镜后面。本发明专利技术避免了大功率激光合束器的使用，激光输出分散在多个点处，避免了热的集中，避免了由合束器带来的可靠性问题；提高了光束质量；激光光学系统中的热问题可以采用技术手段大幅消除；通过分散热问题和采取导热措施，可以大幅降低热效应的影响，提高系统可靠性和特性。

【技术实现步骤摘要】
基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统及加工头
本专利技术涉及一种激光系统及加工头，特别是一种基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统及利用该系统的激光加工头，属于激光加工
，可广泛应用于激光加工产业中。
技术介绍
激光加工应用中需要多种结构的激光光斑以保证激光加工的效果。比如：用于焊接或切割的中心功率大边缘功率小的复合光斑，参见图1-1A；用于焊接的多光点光斑，参见图1-1B和图1-2；用于熔覆、焊接、淬火的条状光斑、矩形光斑及圆环形光斑等，参见图1-3。目前实现图1-1A所示光斑通常采用双波长光源，光路如图2-1所示，两个光源L1和L2发出的不同波长的光分别经准直透镜CL-1和CL-2准直后，用合波镜WC合束后由同一个聚焦镜在焦面上形成叠加的光斑。此外，实现图1-1A所示光斑还有一种办法是采用双焦距聚焦透镜，该透镜中心区域和边缘区域的曲率半径不同，在一个透镜形成两个焦距，由光纤输出的光经准直透镜和这种双焦距透镜后就沿轴向形成两个焦点，在垂直光轴截面上就产生图1-1A的分布。图1-1B所示光斑用在焊接中可以减少金属溅射，目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统，其特征在于，包括多个光纤输出激光模块、与光纤输出激光模块对应的多个准直透镜以及一个聚焦透镜；所述光纤输出激光模块的输出光纤端面位于与之对应的准直透镜的前方焦点附近，所述准直透镜至少包括一片透镜；所述聚焦透镜至少包括一片透镜，位于诸准直透镜的后方；每一个光纤输出激光模块的输出光纤端面经与之相对应的准直透镜后，由聚焦透镜聚成像到后焦点附近，这些像点组合起来形成复合光斑。/n

【技术特征摘要】
1.基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统，其特征在于，包括多个光纤输出激光模块、与光纤输出激光模块对应的多个准直透镜以及一个聚焦透镜；所述光纤输出激光模块的输出光纤端面位于与之对应的准直透镜的前方焦点附近，所述准直透镜至少包括一片透镜；所述聚焦透镜至少包括一片透镜，位于诸准直透镜的后方；每一个光纤输出激光模块的输出光纤端面经与之相对应的准直透镜后，由聚焦透镜聚成像到后焦点附近，这些像点组合起来形成复合光斑。


2.根据权利要求1所述的基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统，其特征是：所述诸准直透镜的光轴平行，在空间并行设置；聚焦透镜光轴与准直透镜光轴平行；所述光纤输出激光模块输出光纤的芯的横截面的形状是圆形的，或者是矩形的。


3.根据权利要求1所述的基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统，其特征是：通过调整激光模块光纤输出端面位置、纤芯形状、纤芯尺寸及所对应准直透镜焦距，使诸所述光纤输出激光模块输出光纤端面通过对应的准直透镜及所述聚焦透镜后在焦面附近成的像叠加在一起形成一个单一的光斑，光斑区域的强度相同；或者光斑区域内中间功率高，边缘功率低。


4.根据权利要求1所述的基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统，其特征是：通过调整激光模块光纤输出端面位置、纤芯形状、纤芯尺寸及所对应准直透镜焦距，使诸所述光纤输出激光模块输出光纤端面通过对应的准直透镜及所述聚焦透镜后在焦面附近成的像排成一条形光斑，或者排列成一个矩形光斑。


5.根据权利要求1所述的基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统，其特征是：通过调整激光模块光纤输出端面位置、纤芯形状、纤芯尺寸及所对应准直透镜焦距，使诸所述光纤输出激光模块输出光纤端面通过对应的准直透镜及所述聚焦透镜后在焦面附近成的像形成分布在几个分离区域的光斑。


6.根据权利要求1所述的基于多个光纤输出激光模块的复合光斑激光系统，其特征是：通过调整激光模块光纤输出端面位置、纤芯形状、纤芯尺寸及所对应准直透镜焦距，使诸所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：方强，方笑尘，
申请(专利权)人：方强，
类型：发明
国别省市：陕西;61