【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光加工光学系统设计，尤其涉及一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置及其调节方法。
技术介绍
1、激光加工作为一种新型加工方式，在近几十年来得到了大力发展，填补了一些加工领域的空白，实现了许多传统加工方式难以达到的效果，甚至在某些领域取代了传统加工方式。其优势主要分为以下几个方面：首先，激光加工为无接触加工方式，无刀具磨损，也不会产生切削力，因而对工件无直接冲击，不会产生机械变形；其次，激光束能量密度高，加工速度快，从而可减小热影响，避免工件热变形；而且，激光束易于导向，加工方法灵活，极易与数控系统配合，可对复杂工件进行加工。
2、随着更精细、更高速、更大尺寸新型加工需求的发展，高速制备大面积均匀结构是亟待突破的制造手段，然而传统激光微加工在提升加工速度和质量方面陷入瓶颈。一方面，传统激光微加工都是采用单点扫描方式，由于激光聚焦光斑很小，一般只有几十微米或以下，因此这种方式的最大缺点是加工效率低下。此外，高斯聚焦光束的能量具有非均匀分布的特点，易导致加工区域中间局部过烧蚀而外部区域去除率不足，从而影响加工质量和精度。
3、激光光束整形是将激光光束转换成特定图案、形状或强度分布的过程，以针对特定工艺需求优化光束性能，是突破激光加工应用瓶颈的有希望的方法。通常使用微透镜阵列、达曼光栅、衍射光学元件（doe）对激光进行整形，以实现特定加工需求。但这些整形器件对光束的整形效果是固定的，只能输出唯一一种整形光束，无法针对需求的改变做出相应的调控。
4、空间光调制器（slm）是一种可编程的光
5、公开号为cn116482866 a的专利公开了一种适用于工件表面处理的可变光斑激光整形系统方案，该专利通过在光路中设置变倍扩束镜并对其进行调节，可实现能量分布宽度稳定在5~50mm之间的光斑，可灵活处理高度复杂的工作任务。然而，变倍扩束镜的设置及调节只能改变单焦点整形光斑的尺寸大小，对于多焦点整形光斑的间距却无调节作用。
6、综上，在激光加工过程中，出于对单焦点整形光斑的尺寸及多焦点整形光斑的间距连续可调的需求，需要光路满足实时简便的切换功能，而现有激光整形加工装置难以满足此类需求，因而亟需开发新型激光加工光学系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对已有的技术现状，提供一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置及其调节方法，按照本专利技术的激光整形加工装置及其调节方法，无需进行更改光路、重新加载相位全息图等复杂操作，即可连续调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距，满足了激光加工的多样化需求，具有广泛的应用范围和极高的应用价值。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，包括激光加工光源、透镜、整形器件、准直系统和聚焦系统；
4、所述激光加工光源所发出激光加工光束为准直光束；
5、所述透镜布置在激光加工光源之前，且其中轴与激光加工光束的光轴重合，透镜用于将激光加工光束转换为点光束，作为待整形光束；
6、所述整形器件布置在透镜之前，整形器件用于将待整形光束整形为目标形态的已整形光束，整形器件设置在位移机构上，位移机构用于驱动整形器件沿待整形光束的光轴移动；
7、所述准直系统布置在整形器件之前，且其中轴与已整形光束的光轴重合，准直系统用于将已整形光束准直；
8、所述聚焦系统布置在准直系统之前，且其中轴与已整形光束的光轴重合，聚焦系统用于将准直后的已整形光束聚焦至待加工样品的表面，在待加工样品的表面形成供激光整形加工的单焦点整形光斑或多焦点整形光斑；
9、所述整形器件沿待整形光束的光轴连续移动，将连续调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距。
10、进一步的，所述位移机构为电动位移台，还包括控制系统，控制系统与位移机构和激光加工光源电性连接，用于实时动态调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距。
11、进一步的，所述位移机构为手动滑台，用于手动调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距。
12、进一步的，所述激光加工光源为单模光源或多模光源。
13、进一步的，所述整形器件为微透镜阵列或衍射光学元件或光栅。
14、进一步的，所述透镜为负透镜或正透镜或发射透镜。
15、进一步的，所述整形器件为双轴整形器件，使待加工样品的表面形成的整形光斑的位置可调。
16、上述一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置的调节方法，包括如下步骤：
17、通过整形器件在待加工样品的表面形成单焦点整形光斑时，若需要增大整形光斑的尺寸，使整形器件在位移机构上向远离激光加工光源的方向移动，若需要减小整形光斑的尺寸时，使整形器件在位移机构上向靠近激光加工光源的方向移动；
18、通过整形器件在待加工样品的表面形成多焦点整形光斑时，若需要增大整形光斑的间距，使整形器件在位移机构上向远离激光加工光源的方向移动，若需要减小整形光斑的间距，使整形器件在位移机构上向靠近激光加工光源的方向移动。
19、本专利技术的有益效果为：
20、该激光整形加工装置通过在激光加工光源之前布置透镜，将激光加工光源所发出激光加工光束转换为点光束，作为待整形光束，同时，将整形器件布置在激光加工光源与准直系统之间，并将整形器件设置在驱动其沿待整形光束的光轴移动的位移机构上，使整形器件沿待整形光束的光轴连续移动，无需进行更改光路、重新加载相位全息图等复杂操作，即可连续调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距，满足了激光加工的多样化需求，具有广泛的应用范围和极高的应用价值。
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1.一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：包括激光加工光源、透镜、整形器件、准直系统和聚焦系统；
2.根据权利要求1所述的一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：所述位移机构为电动位移台，还包括控制系统，控制系统与位移机构和激光加工光源电性连接，用于实时动态调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距。
3.根据权利要求1所述的一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：所述位移机构为手动滑台，用于手动调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：所述激光加工光源为单模光源或多模光源。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：所述整形器件为微透镜阵列或衍射光学元件或光栅。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：所述透镜为负透镜或正透镜或发射透镜。
<...【技术特征摘要】
1.一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：包括激光加工光源、透镜、整形器件、准直系统和聚焦系统；
2.根据权利要求1所述的一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：所述位移机构为电动位移台，还包括控制系统，控制系统与位移机构和激光加工光源电性连接，用于实时动态调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距。
3.根据权利要求1所述的一种整形光斑连续可调的激光整形加工装置，其特征在于：所述位移机构为手动滑台，用于手动调节待加工样品的表面所形成单焦点整形光斑的尺寸或多焦点整形光斑的间距。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种整形光斑连续可调的激光整形加...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雪辉，曾密宗，
申请(专利权)人：武汉引领光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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