【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种用于监测高功率激光光束的特性的系统和方法。
技术介绍
1、用于测量高功率激光光束的特性的各种方法和装置在现有技术中是已知的。一方面，存在用于测量激光光束的功率的装置，另一方面，也存在用于确定光束的几何特性的装置。所述几何特性包含光束轮廓、焦点直径、发散角以及光束质量的其他关键指标。当使用激光光束进行比如切割、熔焊、表面处理或钎焊等材料加工时，这些参数与光束功率一样会对激光加工工艺产生影响，因此对加工结果的质量起着决定性作用。因此，这些参数的测量结果是激光材料加工中质量保证的必要部分。
2、已公开的德国专利申请de 42 43 902 a1和已公开的德国专利申请de 102 53905a1公开了用于测量功率的装置，所述装置收集例如在吸收器中的整个光束，并根据吸收器的温度变化来确定功率。
3、已公开的德国专利申请de 35 10 937 a1公开了一种装置，其中，通过快速移动针状探测器穿过光束来产生信号，其时间过程反映了光束强度的空间分布。
4、在已公开的德国专利申请de 101 29 274a1中示出了对光束轮廓进行空间分辨测量的另一种可能性，其中，多个金属线网平面穿过光束，并且能够从发热和由此产生的单个金属线的电阻变化中推断出局部强度。
5、已公开的德国专利申请de 10 2008 022 015 a1公开了用于对光束轮廓进行空间分辨测量的温度敏感传感器阵列，其中，通过将所述传感器阵列放置在可反射大部分光束的部分透明的镜子之后来使该传感器阵列接收小部分光束功率。>
6、现有技术中已知的装置和方法的缺点是，它们必须介入光束，因此既不能在加工过程的同时进行测量，又存在污染的风险。因此，本公开的任务是以较低的设计成本提供一种替代方法。
技术实现思路
1、本公开提供了一种用于监测进入激光加工头的激光光束的特性的系统，其包括：
2、激光光束的进入口；
3、第一偏转镜，其在激光光束路径的方向上布置在所述进入口之后，用于反射激光光束；
4、第一透镜或透镜组，其在光束路径的方向上布置在所述第一偏转镜之后；
5、二色镜，其在光束路径的方向上布置在所述第一透镜或透镜组之后，用于将激光光束部分地耦出；
6、第二透镜，其在被部分地耦出的激光光束路径的方向上布置在所述二色镜之后；以及
7、传感器，其在被部分地耦出的激光光束路径的方向上布置在所述第二透镜之后，所述被部分地耦出的激光光束碰到所述传感器。
8、根据本公开，进一步提出，激光光束的进入口是连接到激光光束源的激光光缆。
9、本公开进一步提出，第一透镜或透镜组使激光光束聚焦。
10、在另一个实施例中，第二透镜或透镜组使激光光束的被部分地耦出的部分聚焦到传感器上。
11、本公开的另一方面涉及第一和/或第二透镜或透镜组，其中，所述透镜是所谓的可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜，所述可调透镜包括液体透镜、液晶透镜和由弹性体制成的透镜，这些透镜的光学特性能够通过外部激励、例如机械变形或流体静力变形来改变。
12、根据本公开的系统还包括连接到第一移位元件的第一透镜或透镜组，以及连接到第二移位元件的第二透镜或透镜组，以用于在光束轴线上将相应的透镜或透镜组移位。
13、根据本公开，还提出，所述传感器连接到第三移位元件以用于沿着光束轴线移位。
14、另一个实施例涉及一种系统，其中，光学滤光器布置在二色镜与传感器之间。
15、本公开的另一个方面涉及一个实施例，其中，在二色镜与第二透镜之间设置有光阑。
16、此外，光阑的孔可以与激光光束的轴线偏置布置。
17、在本公开的另一个实施例中，保护玻璃在激光光束路径的方向上布置在光纤的末端之后，第三透镜或透镜组布置在所述保护玻璃之后。第三透镜也可以是所谓的可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜。
18、此外，可以在激光光束路径中附加地布置光束整形元件。
19、对于第一镜，还可以将其设想为倾斜镜或可变形镜。
20、本公开的另一个目的涉及一种用于确定高功率激光光束的特性或进入激光加工头的激光光束的特性的方法，其中，传感器接收高功率激光光束的被耦出的部分，其中，高功率激光光束或激光光束的所述被耦出的部分已经由二色镜耦出。
21、该方法还可以包括通过布置在二色镜之前的第一透镜形成高功率激光光束或激光光束的步骤，其中，所述第一透镜是所谓的可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜。
22、在该方法中，高功率激光光束或激光光束可以由布置在二色镜与传感器之间的第二透镜来整形，所述第二透镜是所谓的可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜。
23、此外，在根据本公开的方法的一个实施例中，高功率激光光束或激光光束能够被布置在第一透镜或透镜组之前的偏转镜朝向第一透镜或透镜组的方向偏转。
24、高功率激光光束或激光光束能够穿过布置在传感器之前的滤光器。
25、根据本公开的方法的另一个方面涉及：高功率激光光束或激光光束穿过与光束轴线偏置布置且布置在第二透镜或透镜组之前的光阑。
26、最终，在该方法中，高功率激光光束或激光光束还可以在高功率激光光束的出口光阑与偏转镜之间穿过盖光阑和第三透镜。
27、本公开的其他方面、特征和优点将很容易地在下面的详细描述中被示出，以下示出了简单的优选实施例和实施方式。本公开还可以在其他的或不同的实施例中实现，并且在不脱离本公开的教导和范围的情况下，可以在各种明显的方面修改实施例的各种细节。因此，附图和描述被认为是说明性的而非限制性的。本公开的附加的目的和优点在以下描述中部分示出，并将从描述中部分显现出来，或者可以从本公开的实施例中推断出来。
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1.一种用于监测进入激光加工头的激光光束的特性的系统，其包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光光束的进入口是连接到激光光束源的激光光缆。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一透镜或透镜组使激光光束聚焦。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第二透镜或透镜组使所述激光光束的被部分地耦出的部分聚焦到所述传感器上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述第一透镜或透镜组和/或所述第二透镜或透镜组是可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜，可调透镜的光学特性能够通过外部激励来改变。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述第一透镜或透镜组连接到第一移位元件，所述第二透镜或透镜组连接到第二移位元件，以用于在光束轴线上将相应的透镜或透镜组移位。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述传感器连接到第三移位装置，其用于沿着光束轴线将所述传感器移位。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，光学滤光器设置在二色镜与传感器之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，光阑设置在二色镜与第二透镜之间。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述光阑的孔相对于激光光束的光束轴线偏置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，保护玻璃在激光光束的光束路径的方向上设置在光纤的末端之后，第三透镜或透镜组设置在保护玻璃之后。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述第三透镜是可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，在光束路径中附加地布置有光束整形元件。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，所述第一镜是倾斜镜或可变形镜。
15.一种用于确定高功率激光光束或进入激光加工头的激光光束的特性的方法，其中，传感器接收高功率激光光束或激光光束的被耦出的部分，其中，高功率激光光束或激光光束的所述被耦出的部分由二色镜耦出。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述高功率激光光束或激光光束通过布置在二色镜之前的第一透镜或透镜组形成，其中，所述第一透镜是所谓的可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述高功率激光光束或激光光束通过布置在二色镜与传感器之间的第二透镜或透镜组形成，其中，所述第二透镜是所谓的可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中，所述高功率激光光束或激光光束被布置在所述第一透镜或透镜组之前的偏转镜朝向所述第一透镜或透镜组偏转。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中，所述高功率激光光束或激光光束穿过布置在所述传感器之前的滤光器。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中，所述高功率激光光束或激光光束穿过与光束轴线偏置布置且布置在所述第二透镜或透镜组之前的光阑。
...【技术特征摘要】
1.一种用于监测进入激光加工头的激光光束的特性的系统，其包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光光束的进入口是连接到激光光束源的激光光缆。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一透镜或透镜组使激光光束聚焦。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述第二透镜或透镜组使所述激光光束的被部分地耦出的部分聚焦到所述传感器上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述第一透镜或透镜组和/或所述第二透镜或透镜组是可调透镜，或者所述透镜组包括至少一个可调透镜，可调透镜的光学特性能够通过外部激励来改变。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述第一透镜或透镜组连接到第一移位元件，所述第二透镜或透镜组连接到第二移位元件，以用于在光束轴线上将相应的透镜或透镜组移位。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述传感器连接到第三移位装置，其用于沿着光束轴线将所述传感器移位。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，光学滤光器设置在二色镜与传感器之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，光阑设置在二色镜与第二透镜之间。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述光阑的孔相对于激光光束的光束轴线偏置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，保护玻璃在激光光束的光束路径的方向上设置在光纤的末端之后，第三透镜或透镜组设置在保护玻璃之后。
12.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·拉班，D·陈，P·屈尔，R·查克拉巴蒂，A·齐曼，H·诺亚克，
申请(专利权)人：IIVI特拉华有限公司，
类型：发明
国别省市：
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