一种多点式输出激光光源制造技术

本申请公开了一种多点式输出激光光源，属于金属激光表面处理领域，用于金属器件表面处理，其包括多单管半导体激光器，多单管半导体激光器所发射的激光依次经过蜂窝式透镜阵列I、蜂窝式透镜阵列II、聚焦透镜到达工作平台，其中所述蜂窝式透镜阵列I、蜂窝式透镜阵列II均为N

【技术实现步骤摘要】
一种多点式输出激光光源


[0001]本申请属于金属激光表面处理领域，具体地说，尤其涉及一种多点式输出激光光源。

技术介绍

[0002]现有的激光光源多采用简单的光学结构，无需实现光斑的调节，即其通过半导体激光器直接输出单个光斑进行激光照射，以实现对金属器件的加热或者使其表面匀化。
[0003]由于采用单个光斑输出激光，一次只能对单个金属器件进行表面加热处理，无法实现一次多个的金属器件的同时加热。如果需要对多个金属器件进行加热处理，则需要采用多次加热或多个半导体激光器进行加热。采用一个半导体激光器进行多次表面加热处理，会耗费大量的时间；而采用多个半导体激光器进行同时加热的表面处理，则无疑会增加加工成本，且同时需要较多的人工进行操作或购置额外的控制设备进行控制处理，也会增加人工成本或采购成本。
[0004]同时，采用单光斑表面加热处理，无法精确控制每个金属器件的受热时间，无法保证金属器件处理效果的一致。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种多点式输出激光光源，其能够实现采用同一半导体激光器同时实现对多个金属器件的表面加热处理，确保金属器件处理效果的一致性，降低加工成本。
[0006]为达到上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：
[0007]本申请中所述的一种多点式输出激光光源，包括多单管半导体激光器，多单管半导体激光器所发射的激光依次经过蜂窝式透镜阵列I、蜂窝式透镜阵列II、聚焦透镜到达工作平台，其中所述蜂窝式透镜阵列I、蜂窝式透镜阵列II均为N
×
M阵列透镜，M和N均为正整数。
[0008]作为本申请优选的技术方案之一，所述蜂窝式透镜阵列II与聚焦透镜之间还设置有至少一个的辅助光学器件。
[0009]作为本申请优选的技术方案之一，所述辅助光学器件为两个调光镜，调光镜为平凹柱透镜。
[0010]作为本申请优选的技术方案之一，所述蜂窝式透镜阵列I为5
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5透镜阵列，其中单元透镜边长0.9mm，厚度1mm，曲率6.2。
[0011]作为本申请优选的技术方案之一，所述蜂窝式透镜阵列II为为5
×
5透镜阵列，其中单元透镜边长0.9mm，厚度1mm，曲率6.2，所述蜂窝式透镜阵列II的单元透镜边长相等。
[0012]与现有技术相比，本申请的有益效果是：
[0013]1、本申请可实现N
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M阵列激光光斑的输出，并且光斑水平间距a和垂直间距b可进行设定，具有较高的灵活性，可适应不同尺寸形状的金属器件表面加工。
[0014]2、本申请中所述的N
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M阵列激光光斑为同步输出，无需对每个激光光斑进行工作时间控制，对金属器件每个部位的工作时间均为相同，可保证每个位置点同时开始加热，并同步终止加热，保证受热面积和受热时间相同，提高金属器件表面加工的一致性。同时本申请在实现多点加热的同时，降低了多个金属器件的表面处理时间，提高处理效率，同时也能够降低所需的激光发射器的数量和人工数量、设备采购成本。
[0015]3、本申请采用的蜂窝式透镜阵列具有一定的分光特性，导致初设激光强弱部分可以相互补充，能够保证出射激光光斑具有一定的均匀性。
附图说明
[0016]图1是实施例1水平方向上的结构示意图。
[0017]图2是实施例1垂直方向上的结构示意图。
[0018]图3是蜂窝式透镜阵列I、蜂窝式透镜阵列II的结构示意图。
[0019]图4是激光经过蜂窝式透镜阵列I、蜂窝式透镜阵列II及聚焦透镜4时的激光路径。
[0020]图5是图4中A位置处的光斑分布图。
[0021]图6是图4中B位置处的光斑分布图。
[0022]图7是图4中A位置处的光斑分布距离说明图。
[0023]图8是本申请实施例2的结构示意图。
[0024]图中：1、多单管半导体激光器；2、蜂窝式透镜阵列I；3、蜂窝式透镜阵列II；4、聚焦透镜；5、工作平台；6、调光镜。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及实施例对本申请所述的技术方案作进一步地描述说明。需要说明的是，在下述段落可能涉及的方位名词，包括但不限于“上、下、左、右、前、后”等，其所依据的方位均为对应的说明书附图中所展示的视觉方位，其不应当也不该被视为是对本技术方案保护范围的限定，其目的仅为方便本领域的技术人员更好地理解说明书中所述的技术方案。
[0026]在下述段落的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等类似表述应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以依据具体情况结合本领域的公知常识、设计规范、标准文献等理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]实施例1
[0028]参见图1至图7，一种多点式输出激光光源，包括多单管半导体激光器1，多单管半导体激光器1所发射的激光依次经过蜂窝式透镜阵列I2、蜂窝式透镜阵列II3、聚焦透镜4后到达工作平台5，其中所述的蜂窝式透镜阵列I2、蜂窝式透镜阵列II3均采用N
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M透镜阵列，N、M均为正整数。当蜂窝式透镜阵列I2、蜂窝式透镜阵列II3均选择为5
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5阵列时，蜂窝式透镜阵列I2可选择的透镜边长L为0.9mm，透镜厚度H为1mm，透镜曲率R为6.2。所述蜂窝式透镜阵列II3的参数与蜂窝式透镜阵列I2一致，且所述蜂窝式透镜阵列II3的单元透镜边长相等。
[0029]当多单管半导体激光器1所发射的激光束经过蜂窝式透镜阵列I2时，在水平方向上被分为5束激光路径，在垂直方向上被分为3束激光路径，上述被分出来的激光路径在经过聚焦透镜4后会被聚焦透镜4改变出射激光光斑之间的间距，最终出射激光光斑作用于工作平台5上的金属器件。
[0030]参见图4、图7，其所展示的光斑分布，其水平方向间距为a，垂直方向间距为b。影响水平方向间距a、垂直方向间距的因素主要有三个，分别为蜂窝式透镜阵列单元透镜的边长、聚焦透镜4、工作平台5。具体来讲，蜂窝式透镜阵列单元透镜的边长增大时，出射光斑间距增大；采用不同曲率的聚焦透镜4也可以达到改变出射光斑间距的目的；通过调节工作平台5的距离远近可以达到改变出射光斑的间距。
[0031]实施例2
[0032]作为本申请的另一实施例，一种多点式输出激光光源，可以在蜂窝式透镜阵列II3和聚焦透镜4之间的光路上增加辅助光学器件，辅助光学器件可选择为两个调光镜6，调光镜6为平凹柱透镜，可以分别对水平方向光斑的间距a和垂直方向上光斑的间距b进行调节。
[0033]参见实施例1和实施例2，当工作平台5位于激光路径的水平方向焦点位置处时，即在图4所展示的B位置时，出射激光光斑为1
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M阵列，当处于非焦点位置处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多点式输出激光光源，包括多单管半导体激光器（1），其特征在于：多单管半导体激光器（1）所发射的激光依次经过蜂窝式透镜阵列I（2）、蜂窝式透镜阵列II（3）、聚焦透镜（4）到达工作平台（5），其中所述蜂窝式透镜阵列I（2）、蜂窝式透镜阵列II（3）均为N
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M阵列透镜，M和N均为正整数。2.根据权利要求1所述的一种多点式输出激光光源，其特征在于：所述蜂窝式透镜阵列II（3）与聚焦透镜（4）之间还设置有至少一个的辅助光学器件。3.根据权利要求2所的一种多点式输出激光光源，...

【专利技术属性】
技术研发人员：单肖楠，梁金华，韩金樑，张万里，耿明光，
申请(专利权)人：长春慧眼神光光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：