[實(shí)用新型]一種基于掃描振鏡的分時(shí)分焦裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320288079.3
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN203316910U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧宇;郭鐘寧;黃志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K26/067
• 分類號: B23K26/067
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種形成光束的裝置及方法，尤其是一種利用掃描振鏡進(jìn)行分時(shí)分焦的裝置及方法。

背景技術(shù)

激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料（包括金屬與非金屬）進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源，識別物體等的一門技術(shù)，傳統(tǒng)應(yīng)用最大的領(lǐng)域?yàn)榧す饧庸ぜ夹g(shù)。激光技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(shù)，傳統(tǒng)上看，激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標(biāo)、劃線、微雕等各種加工工藝。

為了適應(yīng)各種不同用途的需要，在光路設(shè)計(jì)中要對焦點(diǎn)的位置和質(zhì)量進(jìn)行控制。例如，把具有很好光束質(zhì)量的激光器應(yīng)用激光切割時(shí)，能夠取得很好的效果，然而，把同樣一個(gè)激光器用于激光焊接時(shí)，卻無法得到等同的質(zhì)量。其原因，具有很好光束質(zhì)量的激光用于焊接時(shí)，焦斑直徑很小，會(huì)局部產(chǎn)生明顯深溶穿透。許多焊接應(yīng)用場合要求擴(kuò)大焦斑面積。較大的焦斑面積可以改善架橋式的焊接效果，并且產(chǎn)生較低的熱梯度和較寬的熱作用區(qū)。在實(shí)際的焊接作業(yè)中，正越來越多地采用雙焦技術(shù)，雙焦技術(shù)不僅能顯著第提高橋焊的可靠性，而且能顯著的改善焊接品質(zhì)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，雙焦技術(shù)主要采用以下兩種技術(shù)方案：

1.屋脊分焦鏡法。將屋脊反射鏡與產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)光的拋物面聚焦反射鏡相結(jié)合，可以在垂直于光路方向的同一平面形成雙焦點(diǎn)。通過不同的屋脊取向的反射鏡，可以調(diào)整雙焦點(diǎn)之間的相對位置。

2.雙光路法。通過分光鏡將光分成兩束，兩路光分別通過一系列的光學(xué)元器件，最后分別在垂直于光路方向同一平面形成焦點(diǎn)。

從屋脊分焦鏡法來看，雙焦點(diǎn)在在垂直于光路方向平面上，并且彼此不獨(dú)立，不能單獨(dú)控制每個(gè)焦點(diǎn)的能量與大小。從雙光路法來看雙焦點(diǎn)在在垂直于光路方向平面上，兩焦點(diǎn)位置不能做相應(yīng)的改變，自動(dòng)化程度低。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種全新的利用掃描振鏡的分時(shí)分焦裝置；同時(shí)，本實(shí)用新型還提供了采用所述裝置進(jìn)行分時(shí)分焦的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種基于掃描振鏡的分時(shí)分焦裝置，包括依次設(shè)置的第一高反鏡、第二高反鏡、振鏡、分焦裝置、分光立方體和可調(diào)透鏡組；所述分焦裝置包括并列設(shè)置的第一分焦裝置和第二分焦裝置；所述第一分焦裝置包括依次設(shè)置的第三高反鏡、第一衰減器、第四高反鏡和透鏡組；所述第二分焦裝置包括依次設(shè)置的第五高反鏡和第二衰減器。

本實(shí)用新型所述基于掃描振鏡的分時(shí)分焦裝置，利用掃描振鏡的快速轉(zhuǎn)動(dòng)特性，將其應(yīng)用在光路設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)光路方向上的分時(shí)形成兩個(gè)獨(dú)立可控光斑。

所述分光立方體是由一對直角棱鏡很好的膠合在一起組合而成，使波前畸變最小化。一個(gè)棱鏡的斜面上鍍有專門為特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的多層分光膜。棱鏡的四個(gè)外表面鍍有V型紅外膜或?qū)拵ぃ贡砻娣瓷鋼p失在精確的波長范圍內(nèi)最小。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第二高反鏡與第一高反鏡垂直設(shè)置。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第二高反鏡垂直設(shè)于所述第一高反鏡的上方，所述振鏡與所述第二高反鏡設(shè)于同一水平面。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第一分焦裝置中的第三高反鏡垂直設(shè)于所述振鏡的上方，所述第一衰減器和第四高反鏡與所述第三高反鏡設(shè)于同一水平面，所述透鏡組垂直設(shè)于所述第四高反鏡的下方。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第二分焦裝置的第五高反鏡垂直設(shè)于所述振鏡的下方，所述第二衰減器與所述第五高反鏡設(shè)于同一水平面。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述分光立方體垂直設(shè)于所述第一分焦裝置中透鏡組的下方，所述分光立方體與所述第二分焦裝置中第二衰減器設(shè)于同一水平面。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述可調(diào)透鏡組垂直設(shè)于所述分光立方體的下方。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述裝置還包括激光器，所述激光器設(shè)于所述第一高反鏡的前面。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述激光器、第一高反鏡、第二高反鏡、振鏡、分焦裝置、分光立方體和可調(diào)透鏡組均安裝在光學(xué)平臺上。

采用本實(shí)用新型上述所述一種基于掃描振鏡的分時(shí)分焦裝置進(jìn)行分時(shí)分焦時(shí)，所述方法包括以下步驟：

（1）將激光器發(fā)出激光束，所述激光束依次通過第一高反鏡和第二高反鏡；

（2）經(jīng)過第二高反鏡后的光束通過振鏡分時(shí)形成兩路光，其中第一路光依次通過第一分焦裝置的第三高反鏡、第一衰減器、第四高反鏡和透鏡組；第二路光依次通過第二分焦裝置的第五高反鏡和第二衰減器；