一种激光加工系统技术方案

本申请提供一种激光加工系统，包括激光光源、准直器、分光器、合束器、第一变向镜、第一调光器、第二变向镜、聚焦透镜、工件和移动台。该激光光源生成线性偏振的激光光束，该准直器用于将激光光源发出的激光调整为准直光束，该分光器用于将准直器输出的准直光束进行分束，将沿水平轴偏振的光通过，成为第一光束，将沿垂直轴偏振的光反射，成为第二光束。所述第一变向镜和第二变向镜对第二光束进行反射，然后，到达合束器，使得第一光束和第二光束输出方向再次趋同合束。该第一调光器用于将第一光束和第二光束的焦点分开，使得一条光束用于激光加工，另一条光束用于辅助加热，进而，减轻激光加工系统出现飞溅、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】
一种激光加工系统


[0001]本专利技术涉及激光加工
，更具体地，涉及一种激光加工系统。

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]为了降低生产成本，当前行业内也出现通过单一激光光源对光束进行分束，然后实现激光加工激光和辅助加热激光的方案，但是通常单一光源激光进行分束再合束时，容易出现干涉或者衍射等各种光学问题，导致作用于工件上的光斑质量劣化。具体光学问题产生的原理为，当仅有一个激光光源，光束分束通常需要采用具有环形通孔的透镜，激光光束经过带有环形通孔的透镜时，容易出现衍射。同时，光束进行合束时，光束叠加，将产生干涉条纹。如果需要二束或多束光的叠加而不产生干涉条纹，叠加的光束一般要求来自两个以上的独立的激光光源。
[0007]基于此，有必要专利技术一种结构简单、成本低廉、操控方便、光斑质量优良的激光加工系统，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

[0008]本申请的目的在于提供一种激光加工系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：本申请提供一种激光加工系统，该激光加工系统，包括激光光源、准直器、分光器、合束器、第一变向镜、第一调光器、第二变向镜、聚焦透镜、工件和移动台。
[0010]所述激光光源生成线性偏振的激光光束，其振动方向与光束输出方向既不水平也不垂直，因此，激光光束具有水平分量和垂直分量。
[0011]所述准直器设置于激光光源的输出光路上，准直器用于将激光光源发出的激光调
整为准直光束，假定该光束沿X方向传输，具有Z方向的垂直轴分量和Y方向的水平轴偏振分量。
[0012]所述分光器设置于准直器的输出光路上，分光器用于将准直器输出的准直光束进行分束，当准直光束入射到分光器，该分光器允许沿水平轴偏振的光通过，成为第一光束，并且将沿垂直轴偏振的光反射到另一个方向，成为第二光束。
[0013]所述合束器设置在分光器生成的第一光束的输出光路上，所述合束器的取向方向与分光器的取向方向相同。
[0014]所述第一变向镜设置在分光器生成的第二光束被第一次反射的输出方向上，所述第二光束被第一变向镜进行第二次反射，然后在所述第二光束被第二次反射的输出方向上再设有第二变向镜，所述第二光束被第二变向镜第三次反射，然后，第二光束到达合束器，再次被合束器反射后，第一光束和第二光束输出方向再次趋同。
[0015]所述聚焦透镜设置在合束器的输出光路上，所述聚焦透镜用于将第一光束和第二光束进行聚焦，然后，利用聚焦后的光束对工件进行加工。
[0016]所述移动台用于将所述第二光束和第一光束和所述工件相对于彼此至少在两个不同的轴线上移动。
[0017]为了采用一个激光光源即可实现复合激光加工的效果，本申请的激光加工系统的第一变向镜和第二变向镜中间设有第一调光器，所述第一调光器用于控制第二光束的焦点和作用在工件上的光斑大小。由此，可以将第一光束的第一焦点和第二光束的第二焦点分开，且在工件上形成大小不同的光斑。
[0018]本申请的激光加工系统的作用原理为：第一光束和第二光束分离后，第一光束和第二光束中的一条光束用于激光加工，另一条光束用于辅助加热。此处的激光加工可以导致工件达到熔融状态，而辅助加热不能导致工件达到熔融状态，但也可以对工件进行一定材料改性，进而降低工件上的激光加工位置及其附近的温度梯度，以减轻出现飞溅、气泡和裂纹等问题，由于本申请的激光加工系统仅使用一个激光光源，系统整体结构会比较简单，生产成本也会更低，同时，由于本申请的激光加工系统的第一光束和第二光束为正交偏振关系，在合束时不会出现光束干涉问题，当不采用环形透镜分束时，也不会产生衍射问题，生成的光束光斑质量较高。
附图说明
[0019]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。
[0020]图1为本申请提供的激光加工系统的第一结构示意图；
[0021]图2为本申请提供的激光加工系统的第二结构示意图；
[0022]图3为本申请提供的激光加工系统的第三结构示意图；
[0023]图4为本申请提供的激光加工系统的第四结构示意图；
[0024]图5为本申请提供的激光加工系统的第三调光器的一个实施例的结构示意图；
[0025]图6为本申请提供的激光加工系统的第五结构示意图。
[0026]附图标记：11、激光光源，21、准直器，31、分光器，32、合束器，33、第二调光器，41、第一变向镜，42、第二变向镜，43、第一调光器，51、聚焦透镜，52、第三调光器，61、工件，53、第三变向镜，54、第四变向镜，L、准直光束，L1、第一光束，L2、第二光束，f1、第一焦点，f2、第二焦点。
具体实施方式
[0027]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。
[0028]请参阅图1，图1为本申请提供的激光加工系统的第一结构示意图。
[0029]该激光加工系统，包括激光光源11、准直器21、分光器31、合束器32、第一变向镜41、第一调光器43、第二变向镜42、聚焦透镜51、工件61和移动台(图上未示出)。所述激光光源11生成线性偏振的激光光束，其振动方向与光束输出方向既本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光加工系统，其特征在于,包括激光光源(11)、准直器(21)、分光器(31)、合束器(32)、第一变向镜(41)、第一调光器(43)、第二变向镜(42)、聚焦透镜(51)、工件(61)和移动台；所述激光光源(11)生成线性偏振的激光光束，其振动方向与光束输出方向既不水平也不垂直；所述准直器(21)设置于激光光源(11)的输出光路上，用于将激光光源(11)发出的激光调整为准直光束(L)，该光束沿X方向传输，具有Z方向的垂直轴分量和Y方向的水平轴偏振分量；所述分光器(31)设置于准直器(21)的输出光路上，当准直光束(L)入射到分光器(31)，沿水平轴偏振的光通过，成为第一光束(L1)，沿垂直轴偏振的光反射到另一个方向，成为第二光束(L2)；所述合束器(32)设置在分光器(31)生成的第一光束(L1)的输出光路上，所述合束器(32)的取向方向与分光器(31)的取向方向相同；所述第一变向镜(41)设置在分光器(31)生成的第二光束(L2)被第一次反射的输出方向上，对第二光束(L2)进行第二次反射；所述第二变向镜(42)在所述第二光束(L2)被第二次反射的输出方向上，对所述第二光束(L2)被第二变向镜(42)第三次反射；所述第二光束(L2)到达合束器(32)，再次被合束器(32)反射后，第一光束(L1)和第二光束(L2)输出方向再次趋同；所述聚焦透镜(51)设置在合束器(32)的输出光路上，所述聚焦透镜(51)用于将第一光束(L1)和第二光束(L2)进行聚焦；所述移动台用于将所述第二光束(L2)和第一光束(L1)和所述工件(61)相对于彼此至少在两个不同的轴线上移动；所述第一调光器(43)设于第一变向镜(41)和第二变向镜(42)中间，用于控制第二光束(L2)的焦点和作用在工件(61)上的光斑大小，进而，将第一光束(L1)的第一焦点(f1)和第二光束(L2)的第二焦点(f2)分开，且在工件(61)上形成大小不同的光斑。2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于,所述第一光...

【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：