[發明專利]光學鏡頭及激光加工設備和激光加工方法

有效

• 申請號: 201610764614.6
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN107797224B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 陳玉慶;黃海;彭金明;周朝明;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;B23K26/21
• 代理公司: 深圳市世聯合知識產權代理有限公司 44385
• 代理人: 汪琳琳

本發明屬于光學技術領域，提供了一種光學鏡頭，包括沿光線入射方向共軸設置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡。所述第一透鏡為彎月負透鏡，所述第二透鏡為雙凸正透鏡，所述第三透鏡為平凸正柱面透鏡。所述光學鏡頭的焦距為300mm。通過對所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡的形狀和相對位置進行設計，激光器發出的光斑經過上述光學鏡頭整形后形成窄光線條。通過光線條在工件上的掃描完成焊接工作。焊接效率高，能滿足現代高效生產的要求。此外，還提供了一種激光加工設備和一種激光加工方法。

技術領域

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種光學鏡頭及激光加工設備和激光加工方法。

背景技術

隨著激光應用領域的拓展，波長為915nm的激光在焊接透明塑料薄膜領域中有著獨特的應用。市場上普通采用F-Theta平場鏡頭(激光掃描聚焦鏡)掃描形式焊接。激光首先聚焦為一個聚焦點，然后在焊接范圍內進行X、Y方向掃描，從而把塑料薄膜焊接到工件上。這樣效率極其低下，完全不能滿足現代高效率生產的要求，有著極大的局限性。

發明內容

本發明提供一種光學鏡頭，旨在解決通常的F-Theta平場鏡頭掃描形式焊接效率低下的問題。

一種光學鏡頭，包括沿光線入射方向共軸設置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，所述第一透鏡為彎月負透鏡，所述第二透鏡為雙凸正透鏡，所述第三透鏡為平凸正柱面透鏡，所述光學鏡頭的焦距為300mm。

在其中的一個實施例中，所述光學鏡頭的入瞳直徑為30mm，焊接范圍為75mm至95mm。

在其中的一個實施例中，所述第一透鏡由曲率半徑為R1和R2的第一曲面和第二曲面構成，R1的值為316mm±5％，R2的值為30.85mm±5％，所述第一透鏡在光軸上的中心厚度為5mm±5％；所述第二透鏡由曲率半徑為R3和R4的第三曲面和第四曲面構成，R3的值為172.5mm±5％，R4的值為-172.5mm±5％，所述第二透鏡在所述光軸上的中心厚度為19mm±5％；所述第三透鏡由曲率半徑為R5和R6的第五曲面和第六曲面構成，R5的值為∞，R6的值為-155mm±5％，所述第三透鏡在所述光軸上的中心厚度為12mm±5％。

在其中的一個實施例中，所述光學鏡頭還包括沿光線的入射方向排列的第四透鏡，所述第四透鏡為平面保護玻璃，所述第四透鏡的厚度為3mm±5％。

在其中的一個實施例中，所述第四透鏡由曲率半徑為R7和R8的第七曲面和第八曲面構成，R7和R8的值均為∞。

在其中的一個實施例中，所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡和所述第四透鏡的折射率與阿貝數的比例均為1.51/64±5％。

在其中的一個實施例中，所述第二曲面和所述第三曲面在所述光軸上的間距為100mm±5％；所述第四曲面和所述第五曲面在所述光軸上的間距為5mm±5％；所述第六曲面和所述第七曲面在所述光軸上的間距為10mm±5％。

此外，還提供了一種激光加工設備。

一種激光加工設備，包括激光器以及對所述激光器發出的激光進行整形的光學鏡頭，所述光學鏡頭為上面描述的光學鏡頭。

在其中的一個實施例中，所述激光器的發光波長為915nm。

此外，還提供了一種激光加工方法。

一種激光加工方法，包括：

將待加工的工件放置在位移裝置上；

將激光器發出的激光經過如上面描述的光學鏡頭整形成線條形；以及

移動所述位移裝置，使用上述線條形激光掃描工件。