本发明专利技术公开了一种尺寸可调的软光阑及包括有该软光阑的调光组件，涉及激光加工技术领域，解决如何抑制衍射效应及如何调节光斑大小的问题，包括包括前盖，所述前盖的内侧依次与所述前盖同轴设置有纵向滑轨固定板、软光阑齿a组件、调节滑轨旋转件及后盖；本发明专利技术通过尺寸可调的软光阑设置，可以有效抑制激光光路中小孔光阑使用导致的衍射问题；将其应用于透镜组合滑轨系统中，可以在抑制衍射环的前提下改善激光光斑的圆度；可以对激光进行扩束和缩束，使所需光斑的大小、圆度得到灵活的调节，以提升激光加工质量；必要时还可以通过软光阑拦截生成圆形的近平顶光，适应不同的微加工需求。适应不同的微加工需求。适应不同的微加工需求。
【技术实现步骤摘要】
一种尺寸可调的软光阑及包括有该软光阑的调光组件
[0001]本专利技术涉及激光加工
，更具体的是涉及软光阑及其调光组件
技术介绍
[0002]目前，激光在科研、工业等很多领域得到应用。激光加工具有材料选择性好、加工精度高、加工指向性强的特性，在精密微加工领域已成为一大加工体系。在激光加工设备的光路中，激光束横截面的尺寸及圆度取决于激光器的输出特性，然而受限于现有激光技术，激光器输出的光斑圆度并不理想。在高精度加工中，常需要添加小孔光阑拦截光斑，达到缩小激光束的横截面积、改善光斑圆度的目的。但是传统的小孔为硬光阑，激光通过小孔后会产生较为严重的衍射现象，尤其在使用小孔缩小光斑面积时，不但会导致光斑被拦截部分的激光能量浪费，还会出现严重的衍射现象。衍射环不但会导致加工后材料底部不平，还会导致加工路径边缘凸起，影响精密微加工的加工质量。衍射效应还会使光斑中出现强心，在使用高功率激光器的情况下，强心的存在具有损坏光学元件的风险。
[0003]如何削弱激光通过小孔后的衍射效应是提升激光在科研以及工业应用效果的关键问题之一。现有商品化及非标研制的激光加工机床设备或系统中，均没有解决小孔衍射以及光斑大小可调性的问题，一方面影响微加工质量，另一方面限制了微加工的灵活性。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述如何抑制衍射效应及如何调节光斑大小的问题，本专利技术提供一种尺寸可调的软光阑及包括有该软光阑的调光组件。
[0005]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0006]一种尺寸可调的软光阑，包括前盖，所述前盖的内侧依次与所述前盖同轴设置有纵向滑轨固定板、软光阑齿a组件、调节滑轨旋转件及后盖，所述纵向滑轨固定板上沿直径方向均匀设置有多个导轨槽a(每个导轨槽a分别配合每个软光阑齿顶端的条形凸台结构，用于固定每个软光阑齿的横向位置，使之只能在径向(沿圆半径的方向)做直线运动，同时保证软光阑齿朝向固定，不发生错位旋转)，所述软光阑齿a组件包括多个软光阑齿，多个所述软光阑齿错位放置并组成闭合圆环，圆环的内孔即通光孔(通光孔的可调直径为D
‑
D/2,其中D为通光孔的直径)，每个所述软光阑齿靠近所述前盖侧的外缘一侧面上设置有与所述导轨槽a相配合的长条形台柱结构，每个所述软光阑齿另一侧面设置有卡扣功能的与所述调节滑轨旋转件相结合的圆柱组合结构(用于控制光阑齿的运动，以调节软光阑齿形成的通光孔大小)，所述前盖、所述纵向滑轨固定板及所述后盖上相对应的分别设置有至少三个固定用的通孔。
[0007]工作及使用过程，前盖、纵向滑轨固定板为中间带孔的环形饼状结构，纵向滑轨固定板上沿直径方向均匀设置有多个导轨槽a，每个导轨槽a分别配合每个软光阑齿顶端的长条形凸台结构，用于固定每个软光阑齿的横向位置，使之只能在径向(沿圆半径的方向)做直线运动，同时保证软光阑齿朝向固定，不发生错位旋转；多个软光阑齿错位放置并组成闭
合圆环，圆环的内孔即通光孔，通光孔的可调直径为D
‑
D/2，其中D为通光孔的直径，每个软光阑齿另一侧面设置有卡扣功能的与调节滑轨旋转件相结合的圆柱组合结构，用于控制光阑齿的运动，以调节软光阑齿形成的通光孔大小，从而抑制激光小孔衍射效应，提升加工质并延长光学元件的寿命，通过光斑大小的控制适应不同的微加工需求。本申请通过尺寸可调的软光阑设置，可以有效抑制激光光路中小孔光阑使用导致的衍射问题；将其应用于透镜组合滑轨系统中，可以在抑制衍射环的前提下改善激光光斑的圆度；可以对激光进行扩束和缩束，使所需光斑的大小、圆度得到灵活的调节，以提升激光加工质量；可以消除强心，保护光学元件，延长设备的使用寿命，可以视情况调整光斑大小，最大化使用激光能量；必要时还可以通过软光阑拦截生成圆形的近平顶光，适应不同的微加工需求。可以直接附加在现有机床或实验系统中，整合难度小，具有较高的灵活性。
[0008]装配过程：软光阑齿组件的多个软光阑齿错位放置并组成闭合圆环(圆环的内孔即通光孔)，每个软光阑齿上的条形台柱结构与纵向滑轨固定板上的导轨槽a相配合，用于固定每个软光阑齿的横向位置，同时保证软光阑齿朝向固定，不发生错位旋转，每个软光阑齿上的圆柱组合结构与调节滑轨旋转件上的弧形导轨槽相配合，用于控制光阑齿的运动，以调节软光阑齿形成的通光孔大小，调节滑轨旋转件外周的一圈凸台结构与后盖上的圆形轨道相配合，并配合拨杆实现旋转转动功能，拨杆穿过缺口并延伸至后盖的外侧，侧盖的高度与需要装配后的纵向滑轨固定板，软光阑齿a组件及调节滑轨旋转件的总厚度相匹配，圆形轨道和侧盖需要预留出拨杆的活动范围，为扇形区域，最后使用螺丝钉将前盖、纵向滑轨固定板及后盖上的三个通孔或螺纹孔固定，即装配完毕。
[0009]进一步的，所述调节滑轨旋转件为中间带孔的环形饼状结构，所述调节滑轨旋转件上设置有多个弧形导轨槽，多个所述弧形导轨槽与多个所述圆柱组合结构相配合，所述调节滑轨旋转件外周设置有一圈凸台结构，所述凸台结构的外侧设置有拨杆；所述后盖靠近所述前盖的一侧设置有带缺口的圆形轨道，所述圆形轨道的外侧设置有侧盖，所述拨杆穿过所述缺口并延伸至所述后盖的外侧，所述凸台结构与所述圆形轨道相配合。圆柱组合结构与弧形导轨槽相结合，随着拨杆带动弧形导轨槽转动从而实现软光阑齿的调节，进一步调节通光孔的直径。
[0010]优选的，缺口为扇形结构，扇形的圆心角为70
°
。缺口为圆形轨道和侧盖流程的扇形区域，即拨杆的活动范围。
[0011]进一步的，相邻所述软光阑齿之间设置有100μm的重叠部分。目的是形成闭合圆环。
[0012]进一步的，每个所述软光阑齿包括一体成型的齿身和齿尖，所述齿身为梯形，梯形的短边与所述齿尖相接，梯形的齿身长边靠近所述前盖的一侧设置有所述长条形台柱结构，另一侧设置有卡扣功能的所述圆柱组合结构。齿身为梯形，梯形的短边与齿尖相接目的是形成通光孔，长条形台柱结构与导轨槽a配合，目的是固定每个软光阑齿的横向位置，使之只能在径向(沿圆半径的方向)做直线运动，同时保证软光阑齿朝向固定，不发生错位旋转，圆柱组合结构与弧形导轨槽相咬合固定，用于控制光阑齿的运动，以调节软光阑齿形成的通光孔大小。
[0013]更进一步的，所述齿尖的长度为0.2倍的所述通光孔的最大孔径。软光阑的通光孔越大，拦截后激光的衍射效应越小，光斑质量越好。
[0014]进一步的，所述齿尖形状为三角型、高斯型、正弦型或半径随机型。整体来说齿尖对最终广版的质量影响较小，远小于齿尖长度、软光阑齿数。
[0015]进一步的，所述软光阑齿数量与所述通光孔的最大孔径成正相关设置。当软光阑最大孔径D为10cm时，软光阑齿数可减少至90个；当D减小到5cm，软光阑齿数为60也可获得一定的衍射抑制效果，但在加工条件允许的情况下，仍建议尽可能的增加软光阑齿数以获得更好质量的光斑，同时减少挡光，提高能量的利用率。
[0016]一种包括尺寸可调的软光阑的调光组件，包括中心固定板，所述中心固定板的两侧分别本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种尺寸可调的软光阑，其特征在于，包括前盖(1)，所述前盖(1)的内侧依次与所述前盖(1)同轴设置有纵向滑轨固定板(2)、软光阑齿a组件(3)、调节滑轨旋转件(4)及后盖(5)，所述纵向滑轨固定板(2)上沿直径方向均匀设置有多个导轨槽a(6)，所述软光阑齿a组件(3)包括多个软光阑齿，多个所述软光阑齿错位放置并组成闭合圆环，圆环的内孔即通光孔(12)，每个所述软光阑齿靠近所述前盖(1)侧的外缘一侧面上设置有与所述导轨槽a(6)相配合的长条形台柱结构(7)，每个所述软光阑齿另一侧面设置有卡扣功能的与所述调节滑轨旋转件(4)相结合的圆柱组合结构(8)，所述前盖(1)、所述纵向滑轨固定板(2)及所述后盖(5)上相对应的分别设置有至少三个固定用的通孔(9)。2.根据权利要求1所述的一种尺寸可调的软光阑，其特征在于，所述调节滑轨旋转件(4)为中间带孔的环形饼状结构，所述调节滑轨旋转件(4)上设置有多个弧形导轨槽(13)，多个所述弧形导轨槽(13)与多个所述圆柱组合结构(8)相配合，所述调节滑轨旋转件(4)外周设置有一圈凸台结构(14)，所述凸台结构(14)的外侧设置有拨杆(15)；所述后盖(5)靠近所述前盖(1)的一侧设置有带缺口(18)的圆形轨道(16)，所述圆形轨道(16)的外侧设置有侧盖(17)，所述拨杆(15)穿过所述缺口(18)并延伸至所述后盖(5)的外侧，所述凸台结构(14)与所述圆形轨道(16)相配合。3.根据权利要求2所述的一种尺寸可调的软光阑，其特征在于，缺口(18)为扇形结构，扇形的圆心角为70
°
。4.根据权利要求1所述的一种尺寸可调的软光阑，其特征在于，相邻所述软光阑齿之间设置有100μm的重叠部分。5.根据权利要求1所述的一种尺寸可调的软光阑，其特征在于，每个所述软光阑齿包括一...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄滟荻，宋成伟，杨亮，李国，刘峰，张春雨，陈前君，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：
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