一种复合激光器制造技术

本申请提供一种复合激光器，依次包括激光器、准直器、分束镜和聚焦透镜，所述分束镜至少包括环形透镜。所述激光器的输出光路上设置准直器，准直器用于将激光器发出的激光调整为准直平行光，所述准直器的输出光路上设置分束镜，分束镜用于将准直器输出的准直平行激光束进行分束，一部分通过分束镜的环形光透镜被扩束放大为环形光束，另一部分通过聚焦镜聚焦为中央光束。该中央光束用于对工件进行激光加工，环形光束用于对工件进行辅助加热。上述结构设计使得本申请提供的复合激光器既成本低廉，又可以减轻激光加工过程中出现工件卷曲、飞溅、气泡和裂纹等问题。气泡和裂纹等问题。气泡和裂纹等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复合激光器


[0001]本专利技术涉及激光加工
，更具体地，涉及一种复合激光器。

技术介绍

[0002]近年来，随着激光加工技术不断发展，在工业加工领域，激光加工被越来越多的广泛应用，同时，对激光加工技术也不断提出了更高的要求。
[0003]传统激光加工的激光束一般是高斯分布；在激光束是高斯分布的情况下，加工中心的温度过高，导致加工过程中易产生飞溅而损坏加工工件周围的电子元件，同时，由于加工过程中加工中心和周围出现较大温度差，形成温度梯度，使得工件受热不均匀，导致工件容易出现变形、气泡以及裂纹等各种问题。
[0004]为了解决上述问题，当前，激光器厂商通常需要在原有的激光器的基础上额外设置一种环形光辅助加工系统，对原有激光器进行辅助，即在原加工位置外围形成一环形加热场，降低温度梯度，以减轻出现飞溅、气泡和裂纹等问题。
[0005]当前较为常见的环形光辅助加工系统包括两种，一种是直接另外再设置一个环形光激光器，形成环形光斑进行辅助加工；还有一种是IPG创设的具有环形光纤的激光器加工系统，具体为所述激光器的光纤结构包括中心光纤和环形光纤两部分，通过激光器分别控制中心光纤和环形光纤形成中央光束和环形光束，中央光束进行激光加工，环形光束进行辅助加工。以上两种常见的激光加工系统均较为复杂，生产成本较高。
[0006]基于此，有必要专利技术一种结构简单、成本低廉、操控方便的复合激光器，同样也可以减轻激光加工过程中出现工件卷曲、飞溅、气泡和裂纹等问题。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种复合激光器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种复合激光器，依次包括激光器、准直器、分束镜和聚焦透镜，所述分束镜至少包括环形透镜。所述激光器的输出光路上设置准直器，准直器用于将激光器发出的激光调整为准直平行光，所述准直器的输出光路上设置分束镜，分束镜用于将准直器输出的准直平行激光束进行分束，一部分通过分束镜的环形透镜被扩束放大为环形光束，另一部分通过聚焦透镜聚焦为中央光束。该中央光束用于对工件进行激光加工，环形光束用于对工件进行辅助加热。
[0009]本申请的特别之处在于，所述分束镜的环形透镜中心具有通孔，为外侧厚，内侧薄的透镜结构，即整体为由外向内逐渐减薄的透镜结构，上述结构将有利于将环形光束进行扩束，与中央光束分离开，分离形成两部分的光束。上述结构设计，通过环形光束形成辅助加热场，使得激光加工位置与其周围位置的温度梯度降低，进而，使得本申请提供的复合激光器既成本低廉，又可以减轻激光加工过程中出现工件卷曲、飞溅、气泡和裂纹等问题。
附图说明
[0010]为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本申请提供的复合激光器的第一结构示意图；
[0012]图2为本申请提供的复合激光器的分束镜的第一结构示意图；
[0013]图3为本申请提供的复合激光器的第二结构示意图；
[0014]图4为本申请提供的复合激光器的分束镜的第二结构示意图；
[0015]图5为本申请提供的复合激光器的环形透镜的第一结构示意图；
[0016]图6为本申请提供的复合激光器的第三结构示意图；
[0017]图7为本申请提供的复合激光器的第四结构示意图。
[0018]附图标记：1、激光器，2、准直器，3、分束镜，4、聚焦透镜，5、工件，6、第一反射镜，7、第二反射镜，8、分光镜，81、分光孔，31、环形透镜，32、中央分透镜，L、准直平行光，L1、环形光束，L2、中央光束。
具体实施方式
[0019]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是对本申请权利范围的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]请参阅图1，图1为本申请提供的复合激光器的第一结构示意图，该复合激光器，依次包括激光器1、准直器2、分束镜3和聚焦透镜4，所述分束镜3至少包括环形透镜31。所述激光器1的输出光路上设置准直器2，准直器2用于将激光器1发出的激光调整为准直平行光L，所述准直器2的输出光路上设置分束镜3，分束镜3用于将准直器2输出的准直平行激光束进行分束，一部分通过分束镜3的环形透镜31被扩束放大为环形光束L1，另一部分通过聚焦透镜4聚焦为中央光束L2。上述的中央光束L2用于激光加工，环形光束L1用于辅助加热，即环形光束L1在中央光束L2加工点的外围形成一环形辅助加热场，此处的激光加工可以导致工件5达到熔融状态，而辅助加热不能导致工件5达到熔融状态，但也可以对工件5进行一定材料改性。(需要说明的是，此处的“环形”不限定为圆环，也可能为椭圆环，或者其他近似圆形、椭圆形、圆环、椭圆环的其他形状)，降低温度梯度，以减轻出现飞溅、气泡和裂纹等问题。
[0021]请参阅图2，图2为本申请提供的复合激光器的分束镜的第一结构示意图，本申请的分束镜3的环形透镜31中心具有通孔，整体为外侧厚，内侧薄的透镜结构，即整体为由外向内逐渐由h1逐渐减薄至h2的厚度。此外，变薄的透镜结构，上述结构将有利于将环形光束L1进行扩束，与中央光束L2分离开，根据实际生产加工对扩束的需求可以对h1和h2的厚度值进行具体设计。需要说明的是，“此处的由外向内逐渐变薄”，在细分结构上，并非靠近外边缘的一定比靠近内边缘的薄，而是一种整体的变化趋势。
[0022]在可选的实施例中，所述分束镜3的环形透镜31可在光路输出方向上前后移动，此
时，经过环形透镜31的环形光束L1落在工件5上的光斑大小也将随之变化，进而控制环形光束L1作用于工件5上的能量，以及产生的合适的加热场的温度。
[0023]在可选的方案中，环形光束L1在工件5上的光斑的直径为D(若环形光束L1在工件5上的光斑为椭圆或者近似椭圆形状，此处的D可以理解为包括长轴方向直径D1和短轴方向直径D2)，中央光束L2在工件5上的光斑的直径为d，为了得到较好的辅助加热场，需要满足2d≤D≤10d。
[0024]请参阅图3，图3为本申请提供的复合激光器的第二结构示意图，为本申请的优选的实施例，该复合激光器的中央光束L2的焦点f2作用于工件5上，以满足最强的加工效果，而环形光束L1的焦点f1不是作用于工件5上，且可选的情形为，当工件5为薄层金属材料时，焦点f1位于聚焦透镜4和工件5之间，将产生更佳的加工效果；当工件5为厚层金属材料时，f1位于工件5远离聚焦透镜4的一侧，也将产生更佳的加工效果。
[0025]在可选的实施例中，所述分束镜3还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合激光器，其特征在于,依次包括激光器(1)、准直器(2)、分束镜(3)和聚焦透镜(4)；所述激光器(1)的输出光路上设置准直器(2)，准直器(2)用于将激光器(1)发出的激光调整为准直平行光(L)，所述准直器(2)的输出光路上设置分束镜(3)，分束镜(3)用于将准直器(2)输出的准直平行激光束进行分束，一部分通过分束镜(3)的环形透镜(31)被扩束放大为环形光束(L1)，另一部分通过聚焦透镜(4)聚焦为中央光束(L2)，上述的中央光束(L2)用于激光加工，环形光束(L1)用于辅助加热；所述分束镜(3)至少包括环形透镜(31)，所述环形透镜(31)中心具有通孔，整体为外侧厚，内侧薄的透镜结构。2.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于,所述分束镜(3)的环形透镜(31)可在光路输出方向上前后移动。3.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于,所述分束镜(3)还可以包括中央分透镜(32)，所述中央分透镜(32)位于环形透镜(31)的通孔中，中央分透镜(32)对中央光束(L2)进行聚焦或者保持平行光状态。4.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于,所述分束镜(3)的环形透镜(31)具有多条环形凹凸微结构。5.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于,所述环形透镜(31)可以以准直平行光(L)输出方向为旋转轴进行旋转，且所述环形透镜(31)的内侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：周威云，黄国溪，张帆，袁云飞，龙建跃，
申请(专利权)人：深圳公大激光有限公司，
类型：发明
国别省市：