一种通用空间光消像散光束整形系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种通用空间光消像散光束整形系统，该方案包括柱面镜组调节工装和准直光学系统；所述准直光学系统包括沿光路依次设置的氦氖工装、第一可校准光阑工装、第一高精度二维可调镜架、第二高精度二维可调镜架、第二可校准光阑工装、镜片粘结工装及指示靶工装；所述镜片粘结工装用于固定柱面镜并调节柱面镜的空间位置，使柱面镜的轴心与光路同轴；所述柱面镜组调节工装通过与镜片粘结工装配合实现多个柱面镜的组装调试功能，且所述柱面镜组调节工装用于多个柱面镜旋转时，保持每个柱面镜的轴心均与光路同轴，且通过所述柱面镜组调节工装可调节相邻两个柱面镜的相对距离，该方案具有可靠性高、消除像散、提升光束质量的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种通用空间光消像散光束整形系统


[0001]本技术涉及光学
，具体涉及一种通用空间光消像散光束整形系统。

技术介绍

[0002]伴随激光技术的不断进步，以及激光加工设备和加工工艺的成熟和应用的普及，超快激光器在工业加工、材料处理、3D打印、国防安全等领域均发挥着不可替代的作用。为了更好地加工质量和更高的加工速度，激光器生产商不断追求和挑战着更高的功率、更优的光束质量、更高的脉冲能量以及更便捷的操作控制方式。高功率的超快激光光束功率密度非常高，在增益介质中放大和柱面镜传输中不仅容易产生损伤。而且由于能量集中，在传输过程中，由于柱面镜本身加工工艺或者组装过程中产生的一些缺陷如面型应力，或者元器件吸热产生的热透镜效应，使得激光光束不同程度地降低，其中最突出的就是激光光束的像散问题，使得子午面和弧矢面上的束腰直径和焦点位置不同，严重影响精密加工质量。
[0003]因此亟待一种可解决上述问题的通用空间光消像散光束整形系统。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种通用空间光消像散光束整形系统。
[0005]为了实现上述技术目的，本技术采用了以下技术方案：一种通用空间光消像散光束整形系统包括柱面镜组调节工装和准直光学系统；所述准直光学系统包括沿光路依次设置的氦氖工装、第一可校准光阑工装、第一高精度二维可调镜架、第二高精度二维可调镜架、第二可校准光阑工装、镜片粘结工装及指示靶工装；所述镜片粘结工装用于固定柱面镜并调节柱面镜的空间位置，使柱面镜的轴心与光路同轴；所述柱面镜组调节工装通过与镜片粘结工装配合实现多个柱面镜的组装调试功能，且所述柱面镜组调节工装用于多个柱面镜旋转时，保持每个柱面镜的轴心均与光路同轴，且通过所述柱面镜组调节工装可调节相邻两个柱面镜的相对距离。
[0006]工作原理：通过氦氖工装发出氦氖光，使其按照准直光学系统调试好的光路前进，通过将镜片粘结工装固定柱面镜并调节柱面镜的空间位置，使柱面镜的轴心与光路同轴，然后通过柱面镜组调节工装进行柱面镜的粘结操作，通过柱面镜组调节工装在粘结时保持每个柱面镜的轴心均与光路同轴，使得柱面镜可方便地粘结在柱面镜组调节工装上，重复上述步骤可安装另一个柱面镜。
[0007]有益效果：1、通过本系统可批量生产组装柱面镜组，大大提高其生产效率；
[0008]2、通过M2测量仪测得氦氖光的光束质量，可方便地得到像散值，也能够通过计算得到像散补偿所需两个柱面镜的相对距离，因此通过柱面镜组调节工装可方便地调节两个柱面镜的相对距离，从而消除像散问题；
[0009]3、同时，通过柱面镜组调节工装可方便柱面镜旋转，从而根据测得像散值旋转柱面镜的空间角度，至激光光束像散最小，光束质量最优。
[0010]进一步地，所述柱面镜组调节工装包括柱面镜固定工装、柱面镜组旋转工装、旋转定位工装、锁紧工装、左准直定位光阑工装及右准直定位光阑工装，所述柱面镜固定工装用于安装柱面镜，通过所述柱面镜组旋转工装调节柱面镜固定工装的旋转角度，所述柱面镜组旋转工装与旋转定位工装旋转连接，所述旋转定位工装用于与镜片粘结工装配合实现柱面镜的轴心始终保持与光路同轴，且供柱面镜组旋转工装在旋转定位工装上任意转动，所述锁紧工装用于固定柱面镜组旋转工装，使其无法转动，所述左准直定位光阑工装和右准直定位光阑工装均与柱面镜的轴心同轴。通过上述结构，不仅可以方便柱面镜的旋转调节并进行定位，还能够时刻保持柱面镜的轴心与光路同轴，操作方便。
[0011]进一步地，所述柱面镜固定工装包括主体、与主体通过销钉定位固定的移动支架，所述主体上设有供移动支架沿主体长度方向来回移动的移动槽，所述柱面镜分别粘结于主体和移动支架上，通过主体和移动支架保持两个柱面镜的轴心同轴。通过上述结构，不仅可以方便两个柱面镜的相对距离调节，还能够保证在调节时两个柱面镜的轴心始终与光路同轴，调节难度低，操作方便。
[0012]进一步地，还包括用于通过连接件安装和定位柱面镜组调节工装以及准直光学系统的水平测试板，所述水平测试板上设有多个均匀间隔设置的安装孔位。通过水平测试板可极大地方便柱面镜组调节工装以及准直光学系统的安装和定位，使得最终得到的产品质量好。
[0013]进一步地，所述旋转定位工装上设有V型槽，所述柱面镜组旋转工装设于V型槽内并通过锁紧工装固定，所述锁紧工装柱面镜组旋转工装。利用V型槽精确定位，根据测得像散值旋转旋转定位工装的空间角度，至激光光束像散最小，光束质量最优，然后通过连接件锁住锁紧工装以固定柱面镜组旋转工装即可，操作方便。
[0014]进一步地，所述镜片粘结工装包括仰俯调节、X
‑
Y面旋转调节、Z轴调节、Y轴调节、X轴调节及X
‑
Z面旋转调节，且所述镜片粘结工装上可拆卸设有一通用柱面镜夹持工装。通过上述方案，能够给予柱面镜多达六个维度的空间调节，从而能够很好地保证柱面镜的轴心与光路同轴，极大地方便柱面镜的粘结操作。
[0015]进一步地，所述镜片粘结工装包括第一转接工装、第二转接工装及第三转接工装，所述第一转接工装与通过柱面镜夹持工装通过顶丝和螺丝连接，通过第一转接工装实现对柱面镜的仰俯调节和X
‑
Z面旋转调节以及X
‑
Y面旋转调节，所述第二转接工装与第一转接工装通过Z轴调节螺纹副连接，实现对柱面镜的Z轴调节，所述第三转接工装与第二转接工装通过X轴调节螺纹副和Y轴调节螺纹副连接，实现对柱面镜的X轴调节和Y轴调节，所述第二转接工装上设有多个沿Z轴方向设置的调节孔，通过Z轴调节螺纹副固定在不同调节孔上实现对柱面镜的Z轴调节。此设置，使得镜片粘结工装分为三个单独的部分，分别调节三个部分或调节相邻两个部分的位置关系即可实现对柱面镜的调节，操作方便，不容易造成混淆，基本都是靠松开或拧紧螺纹件来实现松开和固定操作，结构简单，操作方便。
[0016]进一步地，X轴调节螺纹副和Y轴调节螺纹副均包括一导轨和锁紧件，通过导轨实现第三转接工装和第二转接工装的X轴和Y轴方向滑动调节功能，通过锁紧件实现第三转接工装和第二转接工装之间的X轴和Y轴方向的自由度限制。此方案通过导轨实现第三转接工装的X轴和Y轴方向的精确位置调节，通过锁紧件来进行固定，操作方便，调节精度高。
[0017]进一步地，所述第一高精度二维可调镜架和第二高精度二维可调镜架均分别安装
有一镀铝膜反射镜，其镜片中心高度为120mm，所述第一可校准光阑工装和第二可校准光阑工装的光阑孔高度为120mm。
[0018]进一步地，所述柱面镜包括焦距为－50mm的平凹柱面镜和焦距为60mm的平凸柱面镜。
附图说明
[0019]图1是本技术的结构示意图；
[0020]图2是图1中柱面镜组调节工装的结构示意图；
[0021]图3是图1中柱面镜组调节工装的立体图；
[0022]图4是图1中镜片粘结工装的结构示意图；
[0023]图5是图4的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用空间光消像散光束整形系统，其特征在于，包括柱面镜组调节工装和准直光学系统；所述准直光学系统包括沿光路依次设置的氦氖工装、第一可校准光阑工装、第一高精度二维可调镜架、第二高精度二维可调镜架、第二可校准光阑工装、镜片粘结工装及指示靶工装；所述镜片粘结工装用于固定柱面镜并调节柱面镜的空间位置，使柱面镜的轴心与光路同轴；所述柱面镜组调节工装通过与镜片粘结工装配合实现多个柱面镜的组装调试功能，且所述柱面镜组调节工装用于多个柱面镜旋转时，保持每个柱面镜的轴心均与光路同轴，且通过所述柱面镜组调节工装可调节相邻两个柱面镜的相对距离。2.根据权利要求1所述的一种通用空间光消像散光束整形系统，其特征在于，所述柱面镜组调节工装包括柱面镜固定工装、柱面镜组旋转工装、旋转定位工装、锁紧工装、左准直定位光阑工装及右准直定位光阑工装，所述柱面镜固定工装用于安装柱面镜，通过所述柱面镜组旋转工装调节柱面镜固定工装的旋转角度，所述柱面镜组旋转工装与旋转定位工装旋转连接，所述旋转定位工装用于与镜片粘结工装配合实现柱面镜的轴心始终保持与光路同轴，且供柱面镜组旋转工装在旋转定位工装上任意转动，所述锁紧工装用于固定柱面镜组旋转工装，使其无法转动，所述左准直定位光阑工装和右准直定位光阑工装均与柱面镜的轴心同轴。3.根据权利要求2所述的一种通用空间光消像散光束整形系统，其特征在于，所述柱面镜固定工装包括主体、与主体通过销钉定位固定的移动支架，所述主体上设有供移动支架沿主体长度方向来回移动的移动槽，所述柱面镜分别粘结于主体和移动支架上，通过主体和移动支架保持两个柱面镜的轴心同轴。4.根据权利要求3所述的一种通用空间光消像散光束整形系统，其特征在于，还包括用于通过连接件安装和定位柱面镜组调节工装以及准直光学系统的水平测试板，所述水平测试板上设有多个均匀间隔设置的安装孔位。5.根据权利要求2所述的一种通用空间光消像散光束整形系统，其特征在于，所述旋转定位工装上设有V型槽，所述柱面镜组旋转工装设于V型槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：商海庆，
申请(专利权)人：杭州奥创光子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：