一种激光微加工长工作距物镜组制造技术

本实用新型专利技术提供一种激光微加工长工作距物镜组，包括从物方到像方依次设置的第一聚焦镜、第二聚焦镜、第三聚焦镜、第四聚焦镜、第五聚焦镜和保护镜，其中所述第一聚焦镜为双凹负聚焦镜，所述第二聚焦镜为平凸正聚焦镜，所述第三聚焦镜为弯月负聚焦镜，所述第四聚焦镜为双凸正聚焦镜，所述第五聚焦镜为弯月负聚焦镜，所述保护镜为平面镜。本实用新型专利技术的长工作距物镜组整体结构简单，制作成本低，透过率高，通过设置多个聚焦镜可以增加聚焦镜的工作距离，工作距离增加后可以用于加工存在凸起的物品并减少加工时产生的烟雾对镜片的污染，同时在聚焦镜下设置吹气装置，进一步降低烟雾形成的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种激光微加工长工作距物镜组
本技术涉及激光加工领域，尤其涉及一种激光微加工长工作距物镜组。
技术介绍
近年来激光切割广泛应用于微加工处理领域，激光经过进口的20倍聚焦镜可以获得较小的光斑，切割线宽细小，但是此种聚焦镜激光透过率较低、价格昂贵、结构复杂。目前利用1030-1064nm的超快激光进行微加工时，聚焦镜的工作距离较短，无法加工一些存在凸起的产品，且加工过程中产生的烟雾可能会对镜片造成污染。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本技术实施例的目的是提供一种激光微加工长工作距物镜组，通过布置多个聚焦镜，可以增长工作距离，以便加工存在凸起的物体，也可以减少烟雾对镜片的污染。本技术提供一种激光微加工长工作距物镜组，包括从物方到像方依次设置的第一聚焦镜、第二聚焦镜、第三聚焦镜、第四聚焦镜、第五聚焦镜和保护镜，其中所述第一聚焦镜为平凹负聚焦镜，所述第二聚焦镜为平凸正聚焦镜，所述第三聚焦镜为弯月负聚焦镜，所述第四聚焦镜为平凸正聚焦镜，所述第五聚焦镜为弯月负聚焦镜，所述保护镜为平面镜；所述第一聚焦镜包括第一曲面和第二曲面，所述第二聚焦镜包括第三曲面和第四曲面，所述第三聚焦镜包括第五曲面和第六曲面，所述第四聚焦镜包括第七曲面和第八曲面，所述第五聚焦镜包括第九曲面和第十曲面；所述第一曲面至第十曲面的曲率半径依次为-12.23mm、-12.23mm、无穷大、39.67mm、52.39mm、-31.83mm、54.98mm、429mm、27.68mm、-67.80mm。进一步地，所述第一曲面朝向物方且向像方凹陷，所述第二曲面朝向像方且向物方凹陷；所述第三曲面朝向物方且为平面，所述第四曲面朝向像方且向像方凸起；所述第五曲面朝向物方且向物方凸起，所述第六曲面朝向像方且向物方凹陷；所述第七曲面朝向物方且向物方凸起，所述第八曲面朝向像方且向像方凸起；所述第九曲面朝向物方且向物方凸起，所述第十曲面朝向像方且向物方凹陷。进一步地，所述激光微加工长工作距物镜组的焦距为10mm,工作距离为30mm。进一步地，所述第二曲面和第三曲面之间的间距大于第四曲面和第五曲面之间的间距。进一步地，所述第四曲面和第五曲面之间的间距小于第六曲面和第七曲面之间的间距。进一步地，所述第六曲面和第七曲面之间的间距大于第八曲面和第九曲面之间的间距。进一步地，所述第一聚焦镜、第二聚焦镜、第三聚焦镜、第四聚焦镜、第五聚焦镜和保护镜均采用熔融石英制成。本技术提供的技术方案带来的有益效果是：本技术提供的物镜整体结构简单，制作成本低，透过率高，通过设置多个聚焦镜可以增加聚焦镜的工作距离，工作距离增加后可以用于加工存在凸起的物品并减少加工时产生的烟雾对镜片的污染，同时在聚焦镜下设置吹气装置，进一步降低烟雾形成的污染。附图说明图1为本技术一种激光微加工长工作距物镜组的结构示意图。图2为本技术一种激光微加工长工作距物镜组的光路示意图。图3为本技术一种激光微加工长工作距物镜组的模量传递函数MTF曲线示意图。图4为本技术一种激光微加工长工作距物镜组的点列示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本技术的实施例提供了一种激光微加工长工作距物镜组，包括从物方到像方依次设置的第一聚焦镜1、第二聚焦镜2、第三聚焦镜3、第四聚焦镜4、第五聚焦镜5和保护镜6，本实施例中，入射光线自左至右传播，位于聚焦镜左侧的为物方，位于聚焦镜右侧的为像方。其中，第一聚焦镜1为双凹负聚焦镜，第二聚焦镜2为平凸正聚焦镜，第三聚焦镜3为弯月负聚焦镜，第四聚焦镜4为双凸正聚焦镜，第五聚焦镜5为弯月负聚焦镜，保护镜6为平面镜。第一聚焦镜1包括第一曲面11和第二曲面12，第二聚焦镜2包括第三曲面21和第四曲面22，第三聚焦镜3包括第五曲面31和第六曲面32，第四聚焦镜4包括第七曲面41和第八曲面42，第五聚焦镜5包括第九曲面51和第十曲面52。第一曲面11和第二曲面12相对设置，第一曲面11朝向物方且向像方凹陷，第二曲面12朝向像方且向物方凹陷；第三曲面21和第四曲面22相对设置，第三曲面21朝向物方且为平面，第四曲面22朝向像方且向像方凸起；第五曲面31和第六曲面32相对设置，第五曲面31朝向物方且向物方凸起，第六曲面32朝向像方且向物方凹陷；第七曲面41和第八曲面42相对设置，第七曲面41朝向物方且向物方凸起，第八曲面42朝向像方且向像方凸起；第九曲面51和第十曲面52相对设置，第九曲面51朝向物方且向物方凸起，第十曲面52朝向像方且向物方凹陷。第二曲面12和第三曲面21之间的间距大于第四曲面22和第五曲面31之间的间距，第四曲面22和第五曲面31之间的间距小于第六曲面32和第七曲面41之间的间距，第六曲面32和第七曲面41之间的间距大于第八曲面42和第九曲面51之间的间距。本实施例中，入射光线自左向右传播，以各个曲面和主光轴的交点为准，当曲面的圆心位于主光轴与曲面的交点左侧时，则曲率半径为负值，当曲面的圆心位于主光轴与曲面的交点右侧时，则曲率半径为正值。即曲率半径的正负表示曲面的弯曲方向，而曲率半径的大小则标识曲面的弯曲程度。第一曲面11至第十曲面52的曲率半径依次为-12.23mm、-12.23mm、无穷大、39.67mm、52.39mm、-31.83mm、54.98mm、429mm、27.68mm、-67.80mm。由于熔融石英具有经久耐用，耐高温，防辐射等优点，可以理解的，第一聚焦镜1、第二聚焦镜2、第三聚焦镜3、第四聚焦镜4、第五聚焦镜5和保护镜6均采用熔融石英制成。如图3所示，图3为本实施例中长工作距物镜组的模量传递函数MTF(modulationtransferfunction)曲线图，由此可知，入射光线作用于该长工作距物镜组后的轴上点和轴外点均无明显区别，可达到像场趋平的目的，可实现超精细、超精度加工。如图4所示，图4为本实施例中长工作距物镜组的点列图，由此可知，在所有视场中，弥散光斑的直径均在4μm以下，并且能量集中度极高，提高了成像质量，可以实现超精细、超精度的加工。如图2所示，本实施例的长工作距物镜组的光路原理为：波长1064nm的入射光线从第一聚焦镜1的第一曲面11入射，在第一聚焦镜1中扩束后从第二曲面12出射，第一聚焦镜1扩束后的光线从第二聚焦镜2的第三曲面21入射，在第二聚焦镜2中汇聚后从第四曲面22出射，第二聚焦镜2汇聚后的光线从第三聚焦镜3的第五曲面31入射，在第三聚焦镜3中扩束后从第六曲面32出射，第三聚焦镜3扩束后的光线从第四聚焦镜4的第七曲面41入射，在第四聚焦镜4中汇聚后从第八曲面42出射，第四聚焦镜4汇聚后的光线从第五聚焦镜5的第九曲面51入射，在第五聚焦镜5中汇聚后从第十曲面52出射，第五聚焦镜5汇聚后的光线经过保护镜6后聚焦于工作物体上，进行相应的切割处理。...

【技术保护点】
1.一种激光微加工长工作距物镜组，其特征在于，包括从物方到像方依次设置的第一聚焦镜、第二聚焦镜、第三聚焦镜、第四聚焦镜、第五聚焦镜和保护镜，其中所述第一聚焦镜为双凹负聚焦镜，所述第二聚焦镜为平凸正聚焦镜，所述第三聚焦镜为弯月负聚焦镜，所述第四聚焦镜为双凸正聚焦镜，所述第五聚焦镜为弯月负聚焦镜，所述保护镜为平面镜；所述第一聚焦镜包括第一曲面和第二曲面，所述第二聚焦镜包括第三曲面和第四曲面，所述第三聚焦镜包括第五曲面和第六曲面，所述第四聚焦镜包括第七曲面和第八曲面，所述第五聚焦镜包括第九曲面和第十曲面；所述第一曲面至第十曲面的曲率半径依次为-12.23mm、-12.23mm、无穷大、39.67mm、52.39mm、-31.83mm、54.98mm、429mm、27.68mm、-67.80mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光微加工长工作距物镜组，其特征在于，包括从物方到像方依次设置的第一聚焦镜、第二聚焦镜、第三聚焦镜、第四聚焦镜、第五聚焦镜和保护镜，其中所述第一聚焦镜为双凹负聚焦镜，所述第二聚焦镜为平凸正聚焦镜，所述第三聚焦镜为弯月负聚焦镜，所述第四聚焦镜为双凸正聚焦镜，所述第五聚焦镜为弯月负聚焦镜，所述保护镜为平面镜；所述第一聚焦镜包括第一曲面和第二曲面，所述第二聚焦镜包括第三曲面和第四曲面，所述第三聚焦镜包括第五曲面和第六曲面，所述第四聚焦镜包括第七曲面和第八曲面，所述第五聚焦镜包括第九曲面和第十曲面；所述第一曲面至第十曲面的曲率半径依次为-12.23mm、-12.23mm、无穷大、39.67mm、52.39mm、-31.83mm、54.98mm、429mm、27.68mm、-67.80mm。


2.根据权利要求1所述的激光微加工长工作距物镜组，其特征在于：所述第一曲面朝向物方且向像方凹陷，所述第二曲面朝向像方且向物方凹陷；所述第三曲面...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾帅，李琼霞，张洁，
申请(专利权)人：武汉茂捷光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42