【技术实现步骤摘要】
一种基于自聚焦镜的水导激光耦合系统及方法
[0001]本专利技术涉及水导激光耦合
,具体涉及一种基于自聚焦镜的水导激光耦合系统及方法。
技术介绍
[0002]激光加工技术是利用高功率密度激光束与物质相互作用引起物态变化形成热物理效应实现材料去除。激光加工具有加工灵活性高、加工效率高、加工质量高以及易于实现自动化控制等优点,可以实现高硬度、高脆性以及高熔点的多种金属、非金属材料的加工。激光被广泛应用在微加工、军事、通讯等各个领域。
[0003]水导激光加工是将高能激光束耦合进入微水射流,并由水射流将激光引导至材料表面,从而对工件进行加工的技术。水导激光加工技术中水射流作为光纤使激光在水束内形成全反射实现在水射流内的传播。高速流动的水射流可对加工区域进行有效的冷却,对加工过程中的残余热量进行有效冷却,降低加工产生的热影响区;同时,在水射流的冲击下可将加工产生的残渣冲刷并远离加工区域,避免形成重铸层,有助于提高加工质量。
[0004]由于水导激光对水束的直径要求很小,这使得喷嘴直径十分小,导致水束
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激光束耦合十分困难,往往因为耦合不成功而导致喷嘴被烧坏,增加成本。为了判断耦合是否成功,往往需要增加额外的CCD成像装置进行判断。现有的耦合装置的光学窗口多采用圆柱形透镜,不利于水束
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激光耦合,且圆柱形透镜体积大,不利于减小耦合腔体的体积和重量。为了保证水束稳定需要薄水层一定的厚度,而传统光学窗口的圆柱形透镜下端和喷嘴中心上表面距离较远,增加了耦合难度。
专利 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于自聚焦镜的水导激光耦合系统,从上至下依次包括光传输系统,水
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光耦合系统和气液复合系统,其特征在于:所述光传输系统包括(7)光纤保护层、(8)光纤、(6)QBH光纤接头和(5)自聚焦镜;所述(8)光纤位于(1)光纤固定腔中心并用(7)光纤保护层进行固定,下端与(6)QBH光纤接头直接粘接在一起;所述(6)QBH光纤接头位于(8)光纤和(5)自聚焦镜中间;所述(6)QBH光纤接头上端与(8)光纤直接连接,下端与(5)自聚焦镜直接粘接;所述(5)自聚焦镜下端进行圆滑处理(即倒圆角),(5)自聚焦镜下端用腐蚀或者研磨的方法做成有一定弧度的形状;所述(5)自聚焦镜下端的弧度可与(4)圆弧喷嘴的弧度相互配合;所述水
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光耦合系统包括(1)光纤固定腔、(5)自聚焦镜、(4)圆弧喷嘴、(2)喷嘴底座;(1)光纤固定腔上端开设两个(1.6)注水口,注水口下端开设一(1.2)环形水通道;所述(1)光纤固定腔两侧开设两个(1.7)通气口,并在内部开设多级式溢流台阶;所述(2)喷嘴底座中心开设一(2.2)喷嘴固定槽,(2)喷嘴底座两侧开设一(2.4)环形通道,(2.4)环形通道沿圆周开设多个对称分布的(2.3)通孔;所述(2)喷嘴底座开设一(2.1)O型密封圈固定通道;所述(2)喷嘴底座与(1)光纤固定腔通过螺纹连接;所述气液复合系统包括(1)光纤固定腔、(2)喷嘴底座和(3)气流腔体;所述(3)气流腔体沿圆周两侧开设一(3.5)环形通道,所述(3.5)环形通道内部开设沿圆周均匀分布的多个(3.3)盲孔,(3.3)盲孔末端开设一(3.1)环形气流通道,(3.1)环形气流通道上端开设一(3.2)真空补偿孔;所述(3)气流腔体上端开设一圆台,该圆台与(2)喷嘴底座有一定距离。2.根据权利要求1所述的一种基于自聚焦镜的水导激光耦合系统,其特征在于:所述(8)光纤下端直接与(6)QBH光纤接头直接粘接;所述(6)QBH光纤接头具有准直
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扩束功能,可使从(6)QBH光纤接头射出的激光能更好的进入到(5)自聚焦镜中。3.根据权利要求1所述的一种基于自聚焦镜的水导激光耦合系统,其特征在于:所述(6)QBH光纤接头具有低的传输损耗和高的承载功率,反射承受能力高,可用于避免(5)自聚焦镜的平面端的反射面对光源的干扰。4.根据权利要求1所述的一种基于自聚焦镜的水导激光耦合系统,其特征在于:所述(5)自聚焦镜上端与(6)QBH光纤接头下端直接粘接在...
【专利技术属性】
技术研发人员:龙芋宏,周辽,黄平,张振杰,张光辉,焦辉,周嘉,黄宇星,赵臻,蔺泽,韦昌龙,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:发明
国别省市:
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