[實用新型]一種產生貝塞爾激光束的裝置

有效

• 申請號: 201520512683.9
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN204975690U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 王建剛;王雪輝;馮峰;程偉
• 申請（專利權）人: 武漢華工激光工程有限責任公司
• 主分類號: B23K26/064
• 分類號: B23K26/064;G02B27/09
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本實用新型涉及領域，尤其涉及一種產生貝塞爾激光束的裝置。

背景技術

隨著激光切割中被切割材料厚度的增加，激光內切割技術受到普通高斯激光焦深等的影響無法完成一次性切割，其加工效率隨之降低，無法滿足目前市場對該技術加工效率的要求。因此，需要一種焦深較大的激光束來提高加工較厚材料的效率

因此有必要設計一種產生貝塞爾激光束的裝置，以克服上述問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術之缺陷，提供了一種產生貝塞爾激光束的裝置。

本實用新型是這樣實現的：

本實用新型提供一種產生貝塞爾激光束的裝置，包括錐形棱鏡、第一聚焦鏡和第二聚焦鏡，其中，第一聚焦鏡和第二聚焦鏡構成4f系統，具體的：

錐形棱鏡，用于將高斯激光束整形為貝塞爾光束；所述貝塞爾光束經過第一聚焦鏡后，形成環形激光；所述環形激光經過第二聚焦鏡后，形成加工材料所用的貝塞爾激光，所述貝塞爾激光具有指定的聚焦光斑和焦深。

優選的，所述高斯激光束的激光脈寬小于100ns。

優選的，經過錐形棱鏡的兩束高斯激光束能相互干涉產生貝塞爾光束。

優選的，錐形棱鏡產生的貝塞爾激光光束，其激光能量密度I通過公式：

I(r,z)=2kπ(tan2β)(na-1)2zI0e-2(n-1)ztanα/ω0]]>

求得，其中，k為波矢量，β為錐形棱鏡的楔角，n_a為錐形棱鏡的折射率，z為貝塞爾光束沿傳播方向坐標，I₀為高斯激光束能量密度，ω₀為高斯激光束的束腰大小。

優選的，錐形棱鏡產生的貝塞爾激光光束，其焦深通過公式：求得，其中，D為入射光束直徑，n為錐形棱鏡折射率，α為錐形棱鏡鍥角。

優選的，激光器發出的激光束先通過錐形棱鏡產生兩束特定夾角的高斯激光束，所述夾角通過公式：θ_b＝θ_a-arccos(n_acosθ_a)求得，其中，n_a和θ_a分別為軸棱鏡的折射率和半頂角。

優選的，第一聚焦鏡和第二聚焦鏡組成4f系統，對貝塞爾光束進行相應的放大或縮小，形成材料切割需要的聚焦光斑和焦深。

優選的，所述激光器用于切割具有透光性的透明材料。

優選的，產生的貝塞爾波長范圍為1000nm到2000nm之間。

優選的，當被切割的透明材料與激光產生相對運動時，透明材料內部沿切割方向會產生內爆帶；切割完成后，在材料表面延切割路徑施加壓力，材料按既定切割方向裂開。

本實用新型具有以下有益效果：本實用新型實施例利用激光器產生的高斯激光束通過錐形棱鏡時產生兩束特定夾角的高斯激光束，高斯激光束相互干涉產生貝塞爾光束，貝塞爾光束穿通過一個4f系統后，貝塞爾光束被放大或縮小形成材料加工所需要的光斑大小和焦深。

附圖說明