[實用新型]一種具有激光整形及勻化功能的激光加工裝置

有效

• 申請號: 201720129870.8
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN206527431U
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 顏章健
• 申請（專利權）人: 蘇州迅鐳激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/073
• 分類號: B23K26/073;B23K26/064
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

【技術領域】

本實用新型屬于激光加工技術領域，特別是涉及一種具有激光整形及勻化功能的激光加工裝置。

【背景技術】

目前市場上面實現激光整形勻化技術方案主要有二元衍射鏡片、激光勻化片、非球面鏡片和矩形光纖等。但是以上幾種方案均存在一定的限制因素，如二元衍射鏡片對激光光束質量要求較高，即激光模式需要接近單模輸出才能實現激光的整形及勻化的目的，但是現階段實際加工需要較高的激光功率，激光輸出模式很多時候并不是單模輸出，另外此方案加工成本較高，所以并不是理想技術方案。激光勻化片雖然不受輸出激光模式的限制，但是其對于多模激光往往只能實現勻化的目的，激光光斑整形效果不是很理想。非球面鏡片對激光功率密度分布和鏡片調試裝置精確度要求較高，對于后續調試及加工均存在一定技術難度。矩形光纖由于其只在焦點處才可以實現激光整形及勻化效果，其對光斑大小有一定限制，再加上光纖纖芯尺寸受限制因素較大，如果定制需要較高的研發成本及周期。

因此，有必要提供一種新的具有激光整形及勻化功能的激光加工裝置來解決上述問題。

【實用新型內容】

本實用新型的主要目的在于提供一種具有激光整形及勻化功能的激光加工裝置，不僅可以實現圓形到任意矩形光斑的轉化、激光功率密度由近高斯分布到平頂分布的轉化，且可以實現激光均勻熱處理的效果。

本實用新型通過如下技術方案實現上述目的：一種具有激光整形及勻化功能的激光加工裝置，其按照入射光線走向依次包括準直透鏡、由若干微小透鏡單元矩形陣列而成的復眼透鏡、聚焦透鏡以及工作面，所述準直透鏡的凸出面背對入射光線設置，所述聚焦透鏡的凸出面面對入射光線設置，所述微小透鏡單元的凸出面背對入射光線設置。

進一步的，所述復眼透鏡與所述準直透鏡、所述聚焦透鏡平行設置。

進一步的，所述復眼透鏡采用玻璃或石英材質制作而成，且在其凸出面上鍍有一層減反膜。

進一步的，所述準直透鏡與所述聚焦透鏡垂直設置，且所述復眼透鏡呈45°角設置。

進一步的，所述復眼透鏡采用銅或硅材質制作而成，且在其凸出面上鍍有一層高反膜。

進一步的，所述工作面與所述聚焦透鏡平行設置。

與現有技術相比，本實用新型一種具有激光整形及勻化功能的激光加工裝置的有益效果在于：系統中只需要通過一個復眼透鏡實現對光線的分配，其結構簡單且成本較低；不僅可實現激光勻化作用，還可以通過復眼透鏡與聚焦透鏡對勻化光斑的小大進行針對性設計，使得激光加工應用更為廣泛；對半導體激光器光纖輸出的光斑進行整形及勻化效果，使得工作面區域實現一個矩形且均勻的激光光斑，有利于激光對工件進行熱處理。

【附圖說明】

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例一中光束經過準直透鏡處理后的激光功率密度分布圖；

圖3為本實用新型實施例一中光束經過復眼透鏡和聚焦透鏡處理后的激光功率密度分布圖；

圖4為本實用新型實施例一中復眼透鏡的立體結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例二的結構示意圖；

圖中數字表示：

100具有激光整形及勻化功能的激光加工裝置；1準直透鏡；2復眼透鏡，21微小透鏡單元；3聚焦透鏡；4工作面。

【具體實施方式】

實施例一：

請參照圖1-圖4，本實施例為具有激光整形及勻化功能的激光加工裝置100，其按照入射光線走向依次包括準直透鏡1、由若干微小透鏡單元21矩形陣列而成的復眼透鏡2、聚焦透鏡3以及工作面4。準直透鏡1的凸出面背對入射光線設置。聚焦透鏡3的凸出面面對入射光線設置。微小透鏡單元21的凸出面背對入射光線設置。在本實施例中，復眼透鏡2與準直透鏡1、聚焦透鏡3平行設置，復眼透鏡2采用玻璃或石英材質制作而成，且在其凸出面上鍍有一層減反膜。工作面4與聚焦透鏡3平行設置。

微小透鏡單元21的形狀可根據工作面4中所需激光光斑的形狀靈活設計，其凸出面的面形及曲率參數可根據工作面4中所需激光光斑的大小及相應的工作距離靈活設計。