一种激光聚焦结构及其方法技术

本发明专利技术公开了一种激光聚焦结构及其方法，属于激光焊接技术领域，聚焦筒，为本激光聚焦结构的主体，所述聚焦筒的两侧中间分别开设于用于进出光线的进光口和出光口。本发明专利技术通过设置聚光组件，光线首先通过聚光斗进入组件，由于聚光斗的漏斗状结构，光线在折射的作用下逐渐弯曲，并聚集到较小的区域内，可引导光线集中在一个焦点上，接着光线经过第一凸透镜将光线聚焦到一个点上，实现光线的初步聚焦，然后光线继续通过第二凸透镜和第三凸透镜，使得每个凸透镜的焦点与下一个凸透镜的前端相匹配，这样光线在串联排列的凸透镜中多次发生折射和聚焦，每个凸透镜都将光线重新聚焦并将其传递给下一个凸透镜，使得光线的聚焦效果得到了逐渐加强。逐渐加强。

【技术实现步骤摘要】
一种激光聚焦结构及其方法


[0001]本专利技术属于激光焊接
，具体涉及一种激光聚焦结构及其方法。

技术介绍

[0002]激光焊接是一种利用激光束的高能量密度将工件加热至熔化或半熔融状态，从而实现工件的焊接连接的过程，激光聚焦是激光焊接过程中的一个重要步骤，激光聚焦是指将激光光束通过光学元件(如透镜或反射镜)使其收敛到一个较小的焦点上，形成高能量密度的激光区域，在激光焊接中，激光聚焦的目的是将激光能量集中到焊接接头的位置，以实现熔化或半熔融状态并完成焊接连接，激光聚焦是激光焊接过程中的关键步骤，它通过光学元件将激光光束聚焦到合适的焦点上，提供了所需的高能量密度和焊接精度，从而实现了激光焊接操作的基础。
[0003]根据专利号为CN109894740A的一种激光聚焦装置及其进行激光聚焦的方法，包括：全反射光锥、第一全反射光罩、第二全反射光罩、支撑装置及环形支架，环形支架包括第一圆形侧壁、连接片及第二圆形侧壁，所述的第二圆形侧壁通过连接片同心固定于第一圆形侧壁内部，以一定的聚焦角度聚焦，并且是在整个空间均匀的向焦点聚焦，因此能够保证在焦点上的待熔接光纤及待焊接的金属都是在均匀受热的前提下实现熔接及者焊接。
[0004]在实现本专利技术过程中，申请人发现存在如下问题：
[0005]1、在激光聚焦过程中，通过反射使光线分散聚集时，大部分光线可顺利通过，但是光线在通过反射时，可能会与反射表面上的微小缺陷或不均匀性相互作用，导致会有少部分光线出现散射，光线经过使用的光学材料时，材料内部的微小结构或成分的变化也可能导致光线散射，散射光线会导致激光能量的损失，可能会干扰到周围的光学系统、仪器或观察者，会影响装置的准确性。
[0006]2、在激光聚焦过程中环境温度的变化可以对激光聚焦产生影响，这是因为温度的变化会导致光学材料的热膨胀，从而引起形状畸变和位置偏移，进而使激光聚焦点的位置和形状发生变化，且激光在穿过不同介质时会发生折射，而介质的折射率与温度有关，当环境温度发生变化时，介质的折射率也会相应变化，这会导致光线在不同介质中传播时发生偏折，因此在进行精确的激光聚焦时，需要重视外界环境的温度变化，以确保激光聚焦的准确性和稳定性。
[0007]3、在激光聚焦过程中，激光在传输过程中会逐渐扩大，如果未能进行足够的光束整形和调整，就可能导致光线聚集程度不足，从而使激光不够强。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种激光聚焦结构及其方法，以解决上述
技术介绍
中提出激光聚焦过程存在的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种激光聚焦结构，包括：
[0011]聚焦筒，为本激光聚焦结构的主体，所述聚焦筒的两侧中间分别开设于用于进出光线的进光口和出光口；
[0012]前固定架，其安装设置于所述聚焦筒的内部一侧，所述前固定架的一侧中间固定设置有用于反射光线的第一反射光锥；
[0013]后固定架，其安装设置于所述聚焦筒的内部中间，所述后固定架的两侧分别固定设置有用于反射光线的第二反射光锥和第三反射光锥；
[0014]第一反射光罩，其固定设置于所述前固定架的左侧四周；
[0015]第二反射光罩，其固定设置于所述后固定架的右侧四周；
[0016]所述第一反射光罩和所述第二反射光罩之间设置有用于补偿散射光线的散射补偿组件；
[0017]所述聚焦筒的另一侧设置有用于调节光线聚合程度的聚光组件；
[0018]所述聚焦筒的内壁四周设置有用于隔绝外界环境影响的隔温组件。
[0019]优选地，所述散射补偿组件还包括：
[0020]第三反射光罩，其通过中固定架设置于所述第一反射光罩和所述第二反射光罩之间；
[0021]内凹型反射光罩，其设置于所述后固定架的左侧四周；
[0022]V型反射面，其开设于所述内凹型反射光罩的内部四周。
[0023]优选地，所述聚光组件还包括：
[0024]聚光斗，其设置于所述聚焦筒的内部中间并与所述第二反射光罩相邻设置；
[0025]第一凸透镜、第二凸透镜和第三凸透镜，其均匀设置于所述聚光斗的一侧；
[0026]第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和导向杆均贯穿设置于所述第一凸透镜、第二凸透镜和第三凸透镜的内部四周。
[0027]优选地，所述隔温组件还包括：
[0028]水腔、保温层、密封层，其均设置于所述聚焦筒的内壁四周；
[0029]所述水腔通过所述密封层与所述保温层相邻设置。
[0030]优选地，所述第三反射光罩朝所述第三反射光锥的方向设置，所述V型反射面还位于所述第三反射光锥的四周。
[0031]优选地，所述聚光斗呈漏斗状设置并位于所述第二反射光锥的一侧，所述第一凸透镜通过螺纹套与所述第一螺杆螺纹连接，所述第二凸透镜通过螺纹套与所述第二螺杆螺纹连接，所述第三凸透镜通过螺纹套与所述第三螺杆螺纹连接，所述第一凸透镜、第二凸透镜和第三凸透镜均通过滑动套与所述导向杆滑动连接。
[0032]优选地，所述水腔位于所述保温层的外侧，所述保温层采用岩棉制成。
[0033]优选地，所述聚焦筒的底部固定设置有安装座，所述安装座的顶部两侧贯穿设置有用于安装螺栓的安装孔。
[0034]一种激光聚焦结构的使用方法，包括以下步骤：
[0035]S1：将激光通过进光口进入，光线通过第一反射光锥反射至第一反射光罩，之后反射至第二反射光罩，之后反射至第二反射光锥朝出光口方向聚集；
[0036]S2：之后光线通过聚光组件中的聚光斗的聚集并朝第一凸透镜、第二凸透镜和第三凸透镜移动，通过分别转动第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆可分别让第一凸透镜、第二凸
透镜和第三凸透镜沿着导向杆滑动，从而让光线通过第一凸透镜时，根据透镜的形状和曲率，光线会发生折射，第一凸透镜的作用是使光线经过折射后会收敛到一个焦点上，从而实现光线的聚焦，而由于将第一凸透镜、第二凸透镜和第三凸透镜串联排列，每个凸透镜的焦点与下一个凸透镜的前端相匹配，光线经过串联的凸透镜时，会多次发生折射和聚焦，从而进一步增强光线的聚集强度；
[0037]S3：并且通过散射补偿组件中的第三反射光罩可拦截阻挡自聚光斗散射出的余光，并将这些散射光线反射至第三反射光锥，之后再反射至V型反射面，之后再反射至第三反射光罩，最后将这些散射光回到聚光斗中，避免光线因散射而削弱，让光线聚焦时更加强烈；
[0038]S4：最后光线通过出光口射出，达到激光聚焦效果；
[0039]S5：同时在光线经过多次反射过程中，通过隔温组件中的水腔和保温层可以为聚焦筒提供隔热作用，使聚焦筒内部温度稳定，不易影响光线聚焦。
[0040]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0041]通过设置散射补偿组件，散射补偿组件中的第三反射光罩起到拦截并阻挡自聚光斗散射出的余光的作用，它通过反射这些散射光线，将其引导至第三反射光锥并反射至V型反射面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光聚焦结构，其特征在于，包括：聚焦筒(1)，为本激光聚焦结构的主体，所述聚焦筒(1)的两侧中间分别开设于用于进出光线的进光口(101)和出光口(102)；前固定架(2)，其安装设置于所述聚焦筒(1)的内部一侧，所述前固定架(2)的一侧中间固定设置有用于反射光线的第一反射光锥(201)；后固定架(3)，其安装设置于所述聚焦筒(1)的内部中间，所述后固定架(3)的两侧分别固定设置有用于反射光线的第二反射光锥(301)和第三反射光锥(302)；第一反射光罩(4)，其固定设置于所述前固定架(2)的左侧四周；第二反射光罩(5)，其固定设置于所述后固定架(3)的右侧四周；所述第一反射光罩(4)和所述第二反射光罩(5)之间设置有用于补偿散射光线的散射补偿组件(6)；所述聚焦筒(1)的另一侧设置有用于调节光线聚合程度的聚光组件(7)；所述聚焦筒(1)的内壁四周设置有用于隔绝外界环境影响的隔温组件(8)。2.根据权利要求1所述的激光聚焦结构，其特征在于，所述散射补偿组件(6)还包括：第三反射光罩(601)，其通过中固定架(602)设置于所述第一反射光罩(4)和所述第二反射光罩(5)之间；内凹型反射光罩(603)，其设置于所述后固定架(3)的左侧四周；V型反射面(604)，其开设于所述内凹型反射光罩(603)的内部四周。3.根据权利要求1所述的激光聚焦结构，其特征在于，所述聚光组件(7)还包括：聚光斗(701)，其设置于所述聚焦筒(1)的内部中间并与所述第二反射光罩(5)相邻设置；第一凸透镜(702)、第二凸透镜(703)和第三凸透镜(704)，其均匀设置于所述聚光斗(701)的一侧；第一螺杆(7021)、第二螺杆(7031)、第三螺杆(7041)和导向杆(705)均贯穿设置于所述第一凸透镜(702)、第二凸透镜(703)和第三凸透镜(704)的内部四周。4.根据权利要求1所述的激光聚焦结构，其特征在于，所述隔温组件(8)还包括：水腔(801)、保温层(802)、密封层(803)，其均设置于所述聚焦筒(1)的内壁四周；所述水腔(801)通过所述密封层(803)与所述保温层(802)相邻设置。5.根据权利要求2所述的激光聚焦结构，其特征在于，所述第三反射光罩(601)朝所述第三反射光锥(302)的方向设置，所述V型反射面(604)还位于所述第三反射光锥(302)的四周。6.根据权利要求3所述的激光聚焦结构，其特征在于，所述聚光斗(701)呈漏斗状设置并位于所述第二反射光锥(301)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建军，
申请(专利权)人：无锡超强伟业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：