一种用于激光清洗的复合微透镜结构及其设计方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种用于激光清洗的复合微透镜结构及其设计方法与应用。本发明专利技术所述复合微透镜结构包括设置在镜片一侧的宏曲率表面和设置在镜片同一侧或另一侧的微曲率阵列表面；所述宏曲率表面为柱面；所述微曲率阵列表面是由多个子柱面阵列而成的表面；本发明专利技术仅采用单个镜片，即可实现激光清洗所需的特定能量分布的线光斑整形匀化；微曲率阵列表面将输入光束分割为多个子光束，子光束发散后叠加，使输入激光能量分布由高斯分布或不规则分布调整为中心区域平顶分布、边缘逐渐弱化分布；具有紧凑化、轻量化的特点，可用于激光清洗智能机器人，实现高效率激光清洗。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍

1、激光清洗技术凭借其非接触、高效率、无损伤、无污染的优势，逐步取代传统的喷砂喷丸、高压水冲击、化学腐蚀等清洗方式，成为船舶铁路、石油化工、新能源制造等领域除锈、除漆的重要手段。随着制造业发展对作业效率要求的不断提升，激光清洗设备的激光功率也从早期的数百瓦提升至数千瓦，与此同时，基于振镜的点光斑扫描方式已难以满足加工效率的要求，将激光整形为线光斑进行清洗加工逐渐成为行业发展趋势。

2、激光器输出激光的初始能量分布一般为高斯分布或准高斯分布，其能量分布的不均匀性直接导致了清洗区域内清洗效果的差异，即中心能量高的区域激光作用较重，易产生过烧，边缘能量低的区域激光作用较轻，清洗效果欠佳。常规激光匀化技术可有效避免清洗效果的不均匀性，但采用匀化后的激光在已清洗区域的临近待清洗区域进行清洗作业时，区域交界处难免产生激光的重复作用、二次清洗，即作用区域存在光斑搭接，同样易产生过烧。为便于光斑搭接，避免过烧，相应搭接区域激光能量应适当降低。因此，理想的激光清洗线光斑能量分布应为中心区域为高能量平顶分布，边缘区域能量逐步减小。</p>

3、激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于激光清洗的复合微透镜结构，其特征在于，包括设置在镜片一侧的宏曲率表面和设置在镜片同一侧或另一侧的微曲率阵列表面；所述宏曲率表面为柱面；所述微曲率阵列表面是由多个子柱面阵列而成的表面；所述宏曲率表面的柱面母线方向与所述子柱面的母线方向正交；所述子柱面的曲率半径其中，子柱面间距n为镜片材料的折射率；D是激光清洗头的工作距离，即激光清洗头光学镜片出光面到作用表面的距离；L是线光斑的长度；l是线光斑中单侧搭接部分的长度；N是微曲率阵列表面的子柱面数量；N≥10；宏曲率表面的曲率半径R＝D*(n-1)。

2.根据权利要求1所述的激光清洗的复合微透镜结构，其特征在于，所述宏曲...

【技术特征摘要】

1.一种用于激光清洗的复合微透镜结构，其特征在于，包括设置在镜片一侧的宏曲率表面和设置在镜片同一侧或另一侧的微曲率阵列表面；所述宏曲率表面为柱面；所述微曲率阵列表面是由多个子柱面阵列而成的表面；所述宏曲率表面的柱面母线方向与所述子柱面的母线方向正交；所述子柱面的曲率半径其中，子柱面间距n为镜片材料的折射率；d是激光清洗头的工作距离，即激光清洗头光学镜片出光面到作用表面的距离；l是线光斑的长度；l是线光斑中单侧搭接部分的长度；n是微曲率阵列表面的子柱面数量；n≥10；宏曲率表面的曲率半径r＝d*(n-1)。

2.根据权利要求1所述的激光清洗的复合微透镜结构，其特征在于，所述宏曲率表面的曲率半径为百毫米级，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董雪岩，刘凯，许彦，刘自磊，寇扬，陈中正，彭钦军，
申请(专利权)人：齐鲁中科光物理与工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：