[發明專利]空間多角度傳輸光束的產生方法和分束裝置

有效

• 申請號: 201410334678.3
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104227232A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 楊曉蘋;徐振新;孫旭娜;楊勇;蓋琦;翟宏琛
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: B23K26/064
• 分類號: B23K26/064
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明屬于激光加工及其應用技術領域，主要解決空間多角度傳輸光束的產生的問題。?

背景技術

20世紀60年代激光問世不久即開始用于小型、精密零件的加工。近年來，激光加工技術進一步發展，一些并行加工等場合，對激光的路數、能量等提出了較高的要求。而在激光的空間角度分布和多路并行上，雖然有一些相對成熟的方法，但是，控制仍然比較復雜，不易進行調節。?

發明內容

本發明的目的是解決現有方法的激光光束空間角度少、能量利用率低、調節機構復雜等問題，依據激光并行加工的要求，提供一種空間多角度傳輸光束的產生方法及分束裝置，該裝置可以將兩個偏振狀態呈45°的連續激光或者脈沖激光，調節成四路具有任意角度出射的激光，且能量利用率高、調節簡易。?

首先，本發明提供了一種全息記錄角分復用系統中參考光空間多角度傳輸光束的產生方法，該方法的具體步驟如下：?

第1、將兩個偏振狀態相互垂直的連續激光或者脈沖激光入射到消偏分光平片（BS₁）進行分束；

第2、在第一消偏分光平片（BS₁）上反射的光束入射到第一延遲線結構（DL₁）和豎直放置的沃拉斯頓棱鏡，然后再入射到第二消偏分光平片（BS₂）上并透射；

第3、在第一消偏分光平片（BS₁）上透射的光束入射到第二延遲線結構（DL₂）和水平放置的沃拉斯頓棱鏡，然后入射到第二消偏分光平片（BS₂）上并反射；

通過第2步和第3步在第二消偏分光平片（BS₂）的一側產生了4方向的傳輸光路；

第4、采用4f系統對第3步產生的4方向的傳輸光路進行合束，實現了多方向的參考光能在同一成像靶面上進行成像或者加工的目的。

其次，本發明提供了一種實現以上所述方法的雙沃拉斯頓棱鏡多角度參考光分束裝置，該裝置包括：

兩組延遲線；兩片消偏分光平片；一組雙透鏡會聚系統；其中，

第一消偏分光平片（BS₁），用于將偏振狀態相互垂直的超短激光雙脈沖分束為兩個方向出射的脈沖；

第一延遲線結構，位于第一消偏分光平片（BS₁）的反射光路上，用于調節反射光路的光程，以便于調節兩對雙脈沖的脈沖間隔；

豎直放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第一延遲線結構的出射光路上，用于將兩個光軸方向相互垂直的脈沖在豎直方向上分開一定的角度；

第二延遲線結構，位于第一消偏分光平片（BS₁）的透射光路上，用于調節透射光路的光程，以便于調節兩對雙脈沖的脈沖間隔；

水平放置的沃拉斯頓棱鏡，位于第二延遲線結構的出射光路上，用于將兩個光軸方向相互垂直的脈沖在水平方向上分開一定的角度；

第二消偏分光平片（BS₂），位于兩塊沃拉斯頓棱鏡出射光的交匯處，用于四路光的合束；

由第一透鏡和第二透鏡構成的4f系統，用于將四路發散的光線會聚。

其中所述的沃拉斯頓棱鏡的表面上均鍍有增透膜。?

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??其中，圖1結構4具有高度微位移調節機構，因此可以在極高精度下調節光程；

透鏡系統能對分束后的光束起到會聚作用，使之對任意的位置進行成像或者加工。

現對任意角度的調節做如下解釋：?

設沃拉斯頓棱鏡出射的雙光束夾角為α，所需匯聚激光夾角為β，則α和β之間滿足如下公式，

其中，f₁和f₂分別為第一透鏡L₁和第二透鏡L₂的焦距。

從式中可以看出，出射激光夾角與沃拉斯頓棱鏡出射的雙光束夾角和4f系統中的兩個透鏡的焦距有關。沃拉斯頓棱鏡出射雙光束的夾角的可調范圍很大，4f系統中可選的透鏡組的焦距也有很多種組合，因此，本套系統有著大范圍的調節空間和簡便的調節步驟。從而可以運用在激光技工或者激光記錄等各種場合。?

本發明的優點和積極效果：