光束整形装置制造方法及图纸

本申请提供一种光束整形装置，其包括激光器、第一可旋转反射镜、高斯光传播光学组件和平顶光传播光学组件，激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光；第一可旋转反射镜的入光面相对于入射光束呈45°夹角，第一可旋转反射镜具有将入射光束折转至高斯光传播光学组件的第一状态和将入射光束折转至平顶光传播光学组件的第二状态，第一可旋转反射镜通过90°旋转实现在第一状态和第二状态之间的切换。本申请光束整形装置既可以满足高斯光的加工需求，又可以满足平顶光的加工需求。

【技术实现步骤摘要】
光束整形装置
本专利技术涉及光学设计
，特别涉及一种光束整形装置。
技术介绍
传统激光加工头是激光加工系统的重要组成部分，其主要包括光学镜组和送粉装置。光学镜组的作用是主要完成将激光光束从高功率光纤激光器的光纤端面传输至工作平面上，主要包括准直镜组和会聚镜组，是激光加工头中的核心部分，是实现激光加工头能否工作的重要部件。激光器产生的光束基本都是呈高斯分布，但是在一些特殊的使用场景，某些材料的加工并不适合用到高斯光，现有方法无法实现激光能量高斯分布到平顶分布的切换。
技术实现思路
本专利技术基于现有技术存在的问题提出提供了一种能够实现在高斯光和平顶光之间切换的光束整形装置。本专利技术提供一种光束整形装置，其包括激光器、第一可旋转反射镜、高斯光传播光学组件和平顶光传播光学组件，激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光；第一可旋转反射镜的入光面相对于入射光束呈45°夹角，第一可旋转反射镜具有将入射光束折转至高斯光传播光学组件的第一状态和将入射光束折转至平顶光传播光学组件的第二状态，第一可旋转反射镜通过90°旋转实现在第一状态和第二状态之间的切换。其中，光束整形装置还包括第一驱动电机，第一驱动电机用于驱动第一可旋转反射镜旋转。其中，高斯光传播光学组件包括第一反射镜和针孔滤波装置，在第一状态时，第一可旋转反射镜将入射光束折转至第一反射镜，第一反射镜将激光束进一步反射至针孔滤波装置。其中，平顶光传播光学组件包括第二反射镜和非球面镜组，在第二状态时，第一可旋转反射镜将入射光束折转至第二反射镜，第二反射镜将激光束进一步反射至针孔滤波装置。其中，高斯光传播光学组件还包括第三反射镜，平顶光传播光学组件还包括第四反射镜，光束整形装置还包括第二可旋转反射镜，第二可旋转反射镜用于在第一状态时接收针孔滤波装置出射后由第三反射镜反射的高斯光，以及用于在第二状态时接收非球面镜组出射后由第四反射镜反射的平顶光，第二可旋转反射镜通过90°旋转的方式实现接收高斯光或平顶光，第二可旋转反射镜进一步将高斯光或平顶光反射出去，第二可旋转反射镜反射的高斯光或平顶光的出光方向与激光器的出光方向同轴。其中，光束整形装置还包括第二驱动电机，第二驱动电机用于驱动第二可旋转反射镜旋转。其中，非球面镜组为开普勒型非球面镜组或伽利略型非平面镜组。其中，光束整形装置还包括变倍扩束透镜组。与现有技术相比，本专利技术光束整形装置激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光，由于第一可旋转反射镜的设置和高斯光、平顶光两条光路的设置，使得本申请光束整形装置既可以满足高斯光的加工需求，又可以满足平顶光的加工需求。附图说明图1为本申请光束整形装置一优选实施例的光路原理图；图2为图1所示光束整形装置的非球面镜组的另一实施方式光路结构图；图3为图1所示光束整形装置的可旋转反射镜转动示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术保护一种光束整形装置，其包括激光器、第一可旋转反射镜、高斯光传播光学组件和平顶光传播光学组件，激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光；第一可旋转反射镜的入光面相对于入射光束呈45°夹角，第一可旋转反射镜具有将入射光束折转至高斯光传播光学组件的第一状态和将入射光束折转至平顶光传播光学组件的第二状态，第一可旋转反射镜通过90°旋转实现在第一状态和第二状态之间的切换。与现有技术相比，本专利技术光束整形装置激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光，由于第一可旋转反射镜的设置和高斯光、平顶光两条光路的设置，使得本申请光束整形装置既可以满足高斯光的加工需求，又可以满足平顶光的加工需求。下面将结合附图对本专利技术光束整形装置进行进一步的描述。图1所示为本专利技术一种光束整形装置的优选实施例。光束整形装置包括激光器1、变倍扩束透镜组2、第一可旋转反射镜3、高斯光传播光学组件、平顶光传播光学组件和第二可旋转反射镜10。激光器1发射的激光束为高斯光。变倍扩束透镜组2用于对激光器1发射的激光束扩束。变倍扩束透镜组2包括沿光路传输方向依次设置的第一准直透镜、凹面放大镜和第二准直透镜。经变倍扩束透镜组2扩束后的激光束入射至第一可旋转反射镜3。第一可旋转反射镜3的入光面相对于入射光束呈45°夹角，其用于将自变倍扩束透镜组出射的光束垂直反射。第一可旋转反射镜3具有将入射光束折转至高斯光传播光学组件的第一状态和将入射光束折转至平顶光传播光学组件的第二状态；第一可旋转反射镜3通过90°旋转实现在第一状态和第二状态之间的切换。具体地，请进一步结合图3，第一可旋转反射镜3通过驱动电机30带动其旋转实现第一状态和第二状态之间的切换。无论是在第一状态下，还是在第二状态下，第一可旋转反射镜3与入射光束之间的夹角均为45°，由于两种状态之间切换时第一可旋转反射镜3需要翻转90°，因此，第一状态和第二状态下，第一可旋转反射镜3的出射光方向相反。高斯光传播光学组件包括沿光学传播路径依次设置的反射镜4、针孔滤波装置5和反射镜6。平顶光传播光学组件包括沿光学传播路径依次设置的反射镜7、非球面镜组8和反射镜9。高斯光传播光学组件的光传输路径与平顶光传播光学组件的光传输路径。反射镜4、6、7、9均呈45°夹角设置。在第一状态时，第一可旋转反射镜3将入射光束折转至反射镜4，由于反射镜4呈45°设置，因此，反射镜4的出射光与激光器1的出射光平行。反射镜4的出射光依次经过针孔滤波装置和反射镜6后被第二可旋转反射镜10反射。由于反射镜6和第二可旋转反射镜10均呈45°设置，因此，反射镜6将入射光垂直反射至第二可旋转反射镜10后再由第二可旋转反射镜10垂直反射，第二可旋转反射镜10的出射光平行于激光器1的出射光方向，优选地，第二可旋转反射镜10的出射光方向与激光器1的出光方向同轴设置。在该传输光路中，传输光经针孔滤波装置进行滤波优化后出射光仍为高斯光，波形未发生变化。第二可旋转反射镜10通过驱动电机30带动其旋转。在第一状态下，第二可旋转反射镜10的入光面朝向反射镜6；在第二状态下，第二可旋转反射镜10的入光面朝向反射镜9，两种状态之间切换时第一可旋转反射镜3需要翻转90°。在第二状态时，第一可旋转反射镜3将入射光束折转至反射镜7，由于反射镜7呈45°设置，因此，反射镜7的出射光与激光器1的出射光平行。反射镜7的出射光依次经过非球面镜组8和反射镜9后被第二可旋转反射镜1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光束整形装置，其特征在于，所述光束整形装置包括激光器、第一可旋转反射镜、高斯光传播光学组件和平顶光传播光学组件，所述激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光；所述第一可旋转反射镜的入光面相对于入射光束呈45°夹角，所述第一可旋转反射镜具有将入射光束折转至高斯光传播光学组件的第一状态和将入射光束折转至平顶光传播光学组件的第二状态，所述第一可旋转反射镜通过90°旋转实现在第一状态和第二状态之间的切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种光束整形装置，其特征在于，所述光束整形装置包括激光器、第一可旋转反射镜、高斯光传播光学组件和平顶光传播光学组件，所述激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光；所述第一可旋转反射镜的入光面相对于入射光束呈45°夹角，所述第一可旋转反射镜具有将入射光束折转至高斯光传播光学组件的第一状态和将入射光束折转至平顶光传播光学组件的第二状态，所述第一可旋转反射镜通过90°旋转实现在第一状态和第二状态之间的切换。


2.根据权利要求1所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束整形装置还包括第一驱动电机，所述第一驱动电机用于驱动所述第一可旋转反射镜旋转。


3.根据权利要求2所述的光束整形装置，其特征在于，所述高斯光传播光学组件包括第一反射镜和针孔滤波装置，在第一状态时，所述第一可旋转反射镜将入射光束折转至第一反射镜，第一反射镜将激光束进一步反射至针孔滤波装置。


4.根据权利要求3所述的光束整形装置，其特征在于，所述平顶光传播光学组件包括第二反射镜和非球面镜组，在第二状态时，所述第一可旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁培，翟瑞，周志军，林小波，乔磊，
申请(专利权)人：深圳中科光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44