【技术实现步骤摘要】
一种激光切割光学系统及方法
[0001]本专利技术属于激光加工
，具体涉及一种激光切割光学系统及方法。
技术介绍
[0002]随着我国经济的不断发展，玻璃在我国各行各业的需求日益旺盛，建筑、汽车、电子行业需求尤甚。玻璃自身具有硬脆的特性，传统方法采用硬质合金或金刚石刀具切割，在玻璃表面划出一条刻痕，再通过机械手段将玻璃延刻痕分隔开，这种加工方法存在边缘不平滑及有微裂纹等问题，且玻璃材料边缘存在不对称边缘应力及残留碎屑，随着当今市场对玻璃制品的品质要求越来越高，传统玻璃切割方法已很难满足要求。
[0003]玻璃是无机材料，热传导率很低，理论上讲，采用激光切割玻璃是一种有效加工方法，国内外针对激光切割玻璃技术已研究多年，并且在汽车、电子等行业实现了工程应用。目前激光切割玻璃方法通常采用锥透镜形成贝塞尔光束对玻璃进行扫描切割，基于贝塞尔光束长焦深的优势，可实现一定厚度玻璃高质量切割，切口崩边可达到微米级，极大满足了电子、汽车等行业对高端玻璃制品的需求。
[0004]然而，锥透镜形成的贝塞尔光束焦深有限，导致玻...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光切割光学系统，其特征在于：包括设置在激光出射光路中的单轴扫描镜组(1)、固定镜组(2)、调焦镜组(3)、平场聚焦镜组(4)及光楔(5)；所述单轴扫描镜组用于对入射光束进行高速单向扫描；所述固定镜组(2)与调焦镜组(3)共同构成调焦整形系统，固定镜组(2)位置固定，调焦镜组(3)能够沿光轴方向移动；所述平场聚焦镜组(4)位于单轴扫描镜组(1)或固定镜组(2)与调焦镜组(3)构成的调焦整形系统的出射光路中，用于实现激光聚焦；所述光楔(5)位于平场聚焦镜组(4)的出射光路中，用于将入射光束进行折转聚焦至待切割玻璃板待切割位置。2.根据权利要求1所述的激光切割光学系统，其特征在于：单轴扫描镜组(1)、固定镜组(2)、调焦镜组(3)沿激光出射光路依次设置；或，固定镜组(2)、调焦镜组(3)及单轴扫描镜组(1)沿激光出射光路依次设置。3.根据权利要求2所述的激光切割光学系统，其特征在于：固定镜组(2)包括沿光路依次设置的第一透镜和第二透镜，其中第一透镜为凹面朝向光束出射方向的弯月透镜，第二透镜为双凹透镜；调焦镜组(3)包括沿光路依次设置的第三透镜和第四透镜，其中第三透镜为双凹透镜，第四透镜为双凸透镜。4.根据权利要求3所述的激光切割光学系统，其特征在于：平场聚焦镜组(4)包括沿光路依次设置的第五透镜、第六透镜、第七透镜和一个窗口片，其中第五透镜为凹面朝向光束入射方向的弯月透镜，第六透镜为凹面朝向光束入射方向的弯月透镜，第七透镜为双凸透镜。5.根据权利要求4所述的激光切割光学系统，其特征在于：调焦镜组(3)在固定镜组(2)和平场聚焦镜组(4)之间延光轴方向移动，固定镜组(2)与调焦镜组(3)之间间隔变化为116.16mm—136.16mm，调焦镜组(3)与平场聚焦镜组(4)之间间隔变化为42.10mm—62.10mm，平场聚焦镜组(4)与光楔(5)之间间隔为38.28mm。6.根据权利要求5所述的激光切割光学系统，其特征在于：第一透镜和第二透镜之间的间隔为25.54mm；第三透镜和第四透镜之间的间隔为3.45mm；第五透镜和第六透镜之间间隔为1.25mm，第六透镜和第七透镜之间间隔为4.85mm。7.根据权利要求6所述的激光切割光学系统，其特征在于：第一透镜两个球面的曲率半径分别为16.22mm和89.78mm，第一透镜中心厚度2.40mm，材料为熔融石英，其折射率为Nd＝1.45，阿贝数V d为68；第二透镜两个球面的曲率半径分别为
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9mm和9mm，第二透镜中心厚度2.09mm，材料为熔融石英，其折射率为Nd＝1.45，阿贝数V d为68。8.根据权利要求7所述的激光切割光学系统，其特征在于：第三透镜两个球面的曲率半径分别为
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326.8mm和95mm，第三透镜中心厚度4.44mm，材料为熔融石英，其折射率为Nd＝1.45，阿贝数V d为68；第四透镜两个球面的曲率半径分别为176.65mm和
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【专利技术属性】
技术研发人员：李明，谭羽，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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