[發明專利]一種貝塞爾光束的激光加工優化方法及系統有效
| 申請號： | 201811590970.6 | 申請日： | 2018-12-25 |
| 公開（公告）號： | CN109530913B | 公開（公告）日： | 2021-07-23 |
| 發明（設計）人： | 王建剛;王雪輝;張義;程偉;李國棟;李曾卓;成迎虹 | 申請（專利權）人： | 武漢華工激光工程有限責任公司 |
| 主分類號： | G02B27/09 | 分類號： | G02B27/09;B23K26/06;B23K26/046 |
| 代理公司： | 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228 | 代理人： | 張濤 |
| 地址： | 430223 湖北省武漢市*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 貝塞爾 光束 激光 加工 優化 方法 系統 | ||
1.一種貝塞爾光束的激光加工優化方法，其特征在于，包括：
S1：激光束通過相位板進行波前調制后經過錐形棱鏡得到具有夾角的第一光束和第二光束，所述相位板用于改變所述激光束的波前相位；
其中，由激光通過相位板和錐形棱鏡后產生兩束特定夾角的高斯光束，被改變波前的高斯光束相互干涉產生高斯-貝塞爾光束，由于成像原理，調制的高斯-貝塞爾光束穿過4f系統后，高斯-貝塞爾光束被放大或縮小，形成對應激光微加工所需要的聚焦光斑和焦深；
激光束指超快皮秒或飛秒激光器，脈寬為10fs-100ps之間，波長在355-1064nm；
所述相位板設有多個不同透過率的區域，具體地，所述相位板是指由以改變激光波前相位為目的的可由不同光學材料制成的元器件，相位板的區域總數n隨需求會產生變化，每一塊區域的透過率也會發生變化，以使得錐形棱鏡后面產生的經過整型的高斯-貝塞爾光斑的旁瓣被消除；
所述相位板的橫截面設有相位改變區域和相位不變區域，所述相位不變區域用于激光穿透且不改變所述激光的相位，所述相位改變區域與所述相位不變區域均呈圓環狀，且相互交替呈現；
S2：所述第一光束和所述第二光束經過第一聚焦鏡后形成平行光，所述平行光經過第二聚焦鏡后得到具有預設聚焦光斑和焦深的加工激光束；
S3：所述加工激光束照射在待加工工件進行激光加工。
2.根據權利要求1所述的貝塞爾光束的激光加工優化方法，其特征在于：所述相位板與所述錐形棱鏡平行設置。
3.根據權利要求1所述的貝塞爾光束的激光加工優化方法，其特征在于，所述步驟S1之前還包括：通過激光器產生具有高斯分布的激光束。
4.根據權利要求3所述的貝塞爾光束的激光加工優化方法，其特征在于：所述具有高斯分布的激光束經過所述錐形棱鏡后形成具有貝塞爾分布的激光束。
5.一種貝塞爾光束的激光加工優化系統，其特征在于，包括：激光器、相位板、錐形棱鏡及聚焦透鏡；
所述激光器用于產生具有高斯分布的激光束；
所述相位板用于調節所述具有高斯分布的激光束的波前相位；
其中，由激光通過相位板和錐形棱鏡后產生兩束特定夾角的高斯光束，被改變波前的高斯光束相互干涉產生高斯-貝塞爾光束，由于成像原理，調制的高斯-貝塞爾光束穿過4f系統后，高斯-貝塞爾光束被放大或縮小，形成對應激光微加工所需要的聚焦光斑和焦深；
激光束指超快皮秒或飛秒激光器，脈寬為10fs-100ps之間，波長在355-1064nm；
所述相位板設有多個不同透過率的區域，具體地，所述相位板是指由以改變激光波前相位為目的的可由不同光學材料制成的元器件，相位板的區域總數n隨需求會產生變化，每一塊區域的透過率也會發生變化，以使得錐形棱鏡后面產生的經過整型的高斯-貝塞爾光斑的旁瓣被消除；
所述相位板的橫截面設有相位改變區域和相位不變區域，所述相位不變區域用于激光穿透且不改變所述激光的相位，所述相位改變區域與所述相位不變區域均呈圓環狀，且相互交替呈現；
所述錐形棱鏡用于對所述高斯分布的激光束進行整形得到具有貝塞爾分布的激光束；
所述聚焦透鏡用于對所述具有貝塞爾分布的激光束進行聚焦得到具有預設聚焦光斑和焦深的加工激光束。
6.根據權利要求5所述的貝塞爾光束的激光加工優化系統，其特征在于：所述聚焦透鏡包括平行設置的第一聚焦鏡和第二聚焦鏡。
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