激光束优化控制器的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

【专利下载】Tel:18215660330

专利名称:激光束优化控制器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种改善激光光束质量的激光束优化控制装置。
背景技术
为改善在激光表面工程中,由激光器输出的激光的光束质量,可在光路中采用光束优化控制器。现有的光束优化控制器采用了组合镜、二元光学、衍射光栅等方式,其优化技术是激光优化技术中的静态光束优化技术,结构简单,易于实现。但是,激光束经组合镜方式优化后,形成一尺寸介于10*10~20*20mm2矩形光斑,整形后激光功率密度降低幅度大,所需激光功率高,适于万瓦级激光器使用;衍射光栅、二元光学方式则适于功率较低的场合,不能承受高功率密度的激光。

发明内容
本实用新型目的在于提供一种将激光器输出的、能量呈非均匀分布的激光束,变换为强度分布近似均匀、截面呈线形的光束,且光学元件可以承受数千瓦高功率激光辐射的激光束优化控制器。
本实用新型是通过如下的技术方案实现的本实用新型的激光束优化控制器包括耐高温金属基体的反射镜、机架和调节机构;所述的反射镜包括一面平面反射镜、两面柱面聚焦镜和一个一维波导镜,并装在所述的机架上;平面反射镜反射激光,投射到一个柱面聚焦镜上,该柱面聚焦镜的轴线与另一柱面聚焦镜的轴线相互垂直,而一维波导镜置于后一柱面聚焦镜的轴线位置处;所述两个柱面聚焦镜之间、后一柱面聚焦镜与一维波导镜之间的距离分别通过两个调节机构进行调节,而一维波导镜的两镜面之间的距离则通过微调机构进行调节。
在本实用新型中,上述的调节机构包括由两个支撑座和导杆构成的支撑架,其中,丝杆穿过支撑座,支撑在两个支撑座之间,丝杆上装有一螺母,该螺母上连接一个载板,而且丝杆一端连接有旋钮。
在本实用新型中,上述的微调机构包括固定板和螺钉,其中,一维波导镜的一面波导镜片通过螺钉螺纹连接在固定板上,在固定板与螺钉的连接处为光孔,螺钉上套有弹簧。
本实用新型的反射镜包括基体,基体之上敷有表面反射膜。基体的材质优选为铜或钼,表面反射膜的材质优选为金。


图1为本实用新型的结构示意图;图2为本实用新型A——A视图;图3为本实用新型调节机构的示意图;图4为本实用新型微调机构的示意图。
具体实施方式
如图1、2所示,机架4与10、机架10与11相互垂直连接,通过机架6与床身12体连接;平面反射镜1、柱面聚焦镜2分别装在机架11、10上,柱面聚焦镜3通过调节机构5装在机架4上,一维波导镜7的一个镜面通过调节机构9装在机架4上,并与另一镜面22(见图4)通过微调机构8连接;平面反射镜1的反射光投射到柱面聚焦镜2上,柱面聚焦镜2、3轴线相互垂直,一维波导镜7位于柱面聚焦镜3的轴线位置;所述平面反射镜1、柱面聚焦镜2、3、一维波导镜7由铜或钼基体构成,铜镜表面镀以能耐高能量的金质反射膜。
所述调节机构5、9结构相同,其结构如图3所示,支撑座13和导杆14构成一个支撑架,丝杆17穿过支撑座13,支撑在两支撑座13间,丝杆17上装有一螺母16,螺母16上连接一个载板15,丝杆17一端头接有一旋钮18。旋动旋钮18,丝杆17转动,载板15随螺母16在丝杆17上移动,所述柱面聚焦镜3、一维波导镜7分别装在调节机构5、9的载板15上。
所述微调机构8,如图4所示,固定板20和波导镜片22通过螺钉19连接,固定板20与螺钉19连接处为光孔,波导镜片22与螺钉19螺纹连接,螺钉上套有弹簧21,波导镜片22连接在固定板20上。转动螺钉19,固定板20不动,波导镜片22移动,波导镜7两镜片间距改变。
本实用新型工作过程为,入射激光束经平面反射镜1反射,投射到柱面镜2上,光束经柱面镜2汇聚后,截面呈椭圆形,越接近柱面镜2的焦点,椭圆短轴越短,而长轴尺寸保持不变,至焦线处,光束汇聚为一直线。经柱面镜2反射的光束投射到柱面镜3上,柱面镜3轴线垂直于柱面镜2的轴线。光束经柱面镜3汇聚反射后,原光束截面长轴方向光线被汇聚,而短轴方向光线保持原传输方向,至柱面镜3焦线处,光束截面变为一直线。经柱面镜3汇聚后光束进入波导镜7,经波导镜的光学变换作用,得到光强近似均匀分布的线形光斑。调节柱面镜2与3之间的距离,直至在工件上获得所要求的光斑长度方向尺寸,调节柱面镜3到工件的距离,改变光斑宽度方向的尺寸至符合要求,调节一维波导镜与柱面镜3的相对位置和波导镜两片镜片的间隙,使光线全部通过波导镜,则在工件上激光辐射区内得到光强分布近似均匀、截面呈线形的光束。
权利要求1.一种激光束优化控制器,包括耐高温金属基体的反射镜、机架和调节机构,其特征在于所述的反射镜包括一面平面反射镜(1)、两面柱面聚焦镜(2)、(3)和一个一维波导镜(7),平面反射镜(1)反射激光,投射到柱面聚焦镜(2)上,柱面聚焦镜(2)的轴线与柱面聚焦镜(3)的轴线垂直,一维波导镜(7)置于柱面聚焦镜(3)的轴线位置处;所述柱面聚焦镜(2)与(3)之间、柱面聚焦镜(3)与一维波导镜(7)之间的距离分别通过调节机构(5)、(9)进行调节,而一维波导镜(7)的两镜面之间的距离则通过微调机构(8)进行调节。
2.根据权利要求1所述的激光束优化控制器,其特征在于所述的调节机构(5)和(9)分别包括由两个支撑座(13)和导杆(14)构成的支撑架,其中,丝杆(17)穿过支撑座(13),支撑在两个支撑座(13)之间,丝杆(17)上装有一螺母(16),螺母(16)上连接一个载板(15),丝杆(17)一端连接有旋钮(18)。
3.根据权利要求1或2所述的激光束优化控制器,其特征在于所述的微调机构包括固定板(20)和螺钉(19),其中,波导镜片(22)通过螺钉(19)螺纹连接在固定板(20)上,固定板(20)与螺钉(19)连接处为光孔,螺钉(19)上套有弹簧(21)。
4.根据权利要求1或2所述的激光束优化控制器,其特征在于所述的反射镜包括基体和表面反射膜。
专利摘要本实用新型涉及一种激光束优化控制器,包括反射镜、机架和调节机构。其中,反射镜包括平面反射镜(1)、柱面聚焦镜(2)、(3)和一维波导镜(7),平面反射镜(1)反射激光,投射到柱面聚焦镜(2)上,柱面聚焦镜(2)的轴线与柱面聚焦镜(3)的轴线垂直,一维波导镜(7)置于柱面聚焦镜(3)的轴线位置处。所述柱面聚焦镜(2)与(3)之间、柱面聚焦镜(3)与一维波导镜(7)之间以及一维波导镜(7)的两镜面之间的距离分别通过调节机构(5)、(9)和微调机构(8)进行调节。使用本实用新型的装置可以得到光强分布近似均匀、截面呈线形的光束。
文档编号G02B27/10GK2607587SQ03223448
公开日2004年3月24日 申请日期2003年1月29日 优先权日2003年1月29日
发明者赵新, 黄浩, 陈琳 申请人:广东风华高新科技集团有限公司

最新回复(0)