[發(fā)明專利]雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010190070.3
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111342323A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣明
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)鄂州工業(yè)技術(shù)研究院;華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/23;G01D21/02
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 易賢衛(wèi)

1.一種雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射裝置，其特征在于，兩個(gè)波長不同的激光器、與兩個(gè)激光器一一對應(yīng)的兩個(gè)動態(tài)聚焦鏡、合束鏡、反射光路組件、方向調(diào)節(jié)組件以及測距儀；

兩個(gè)動態(tài)聚焦鏡分別設(shè)置于對應(yīng)激光器的發(fā)射光路上，所述合束鏡設(shè)置于兩個(gè)所述動態(tài)聚焦鏡的出射光路交點(diǎn)上，所述反射光路組件設(shè)置于所述合束鏡的出射光路上，所述反射光路組件安裝于所述方向調(diào)節(jié)組件上，所述測距儀固定于所述方向調(diào)節(jié)組件上，并用于測量激光定向能發(fā)射裝置與目標(biāo)之間的距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射裝置，其特征在于，所述反射光路組件包括第一反射鏡、第二反射鏡以及掃描振鏡；所述方向調(diào)節(jié)組件包括底座、水平旋轉(zhuǎn)管以及俯仰旋轉(zhuǎn)管；

所述第一反射鏡固定于所述底座內(nèi)；所述水平旋轉(zhuǎn)管的一端固定在所述底座上，且可繞自身軸向旋轉(zhuǎn)，所述第二反射鏡固定于所述水平旋轉(zhuǎn)管的管道內(nèi)，所述第二反射鏡可隨所述水平旋轉(zhuǎn)管一同旋轉(zhuǎn)；

所述俯仰旋轉(zhuǎn)管與所述水平旋轉(zhuǎn)管垂直連接，且可繞自身軸向旋轉(zhuǎn)，所述掃描振鏡固定于所述俯仰旋轉(zhuǎn)管的管道內(nèi)，所述掃描振鏡可隨所述俯仰旋轉(zhuǎn)管一同旋轉(zhuǎn)；所述合束鏡射出的激光束依次通過所述第一反射鏡、第二反射鏡和掃描振鏡后作用于目標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射裝置，其特征在于，所述第二反射鏡固定于所述俯仰旋轉(zhuǎn)管上與所述水平旋轉(zhuǎn)管連通的一端，所述掃描振鏡固定于所述俯仰旋轉(zhuǎn)管遠(yuǎn)離所述水平旋轉(zhuǎn)管的一端。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射裝置，其特征在于，其中一個(gè)所述激光器內(nèi)含有同軸可見光波段激光用于作為指示用激光。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射裝置，其特征在于，還包括光學(xué)監(jiān)控器，所述光學(xué)監(jiān)控器安裝于所述方向調(diào)節(jié)組件上，用于檢測指示用激光的掃描范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射裝置，其特征在于，還包括紅外監(jiān)控器，所述紅外監(jiān)控器安裝于所述方向調(diào)節(jié)組件上，用于檢測加工激光工作過程中加工區(qū)域的溫度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射裝置，其特征在于，還包括單元控制器，兩個(gè)所述動態(tài)聚焦鏡、兩個(gè)所述激光器、所述方向調(diào)節(jié)組件、所述測距儀分別與所述單元控制器電連接。

8.一種雙波長動態(tài)聚焦的振鏡掃描激光定向能發(fā)射方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求7所述的激光定向能發(fā)射裝置實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

S1控制方向調(diào)節(jié)組件旋轉(zhuǎn)，使得掃描振鏡對準(zhǔn)遠(yuǎn)處加工目標(biāo)，光學(xué)監(jiān)控器、紅外監(jiān)控器及測距儀也對準(zhǔn)遠(yuǎn)處加工目標(biāo)；

S2控制測距儀測量遠(yuǎn)處加工目標(biāo)到掃描振鏡的距離；

S3控制其中一個(gè)激光器輸出可見光波段指示用激光，同時(shí)控制掃描振鏡內(nèi)的X向掃描振鏡及Y向掃描振鏡偏轉(zhuǎn)掃描，通過光學(xué)監(jiān)控器觀測指示用激光的掃描移動范圍，根據(jù)所述掃描移動范圍在遠(yuǎn)處加工目標(biāo)的加工區(qū)域的邊界上選取多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，保存所有關(guān)鍵點(diǎn)的位置信息；

S4對所有關(guān)鍵點(diǎn)包圍的區(qū)域進(jìn)行路徑填充，作為加工路徑；

S5控制掃描振鏡內(nèi)的X向掃描振鏡和Y向掃描振鏡按照所述加工路徑中保存的位置信息偏轉(zhuǎn)掃描，同時(shí)控制兩個(gè)激光器同時(shí)輸出高能激光束，根據(jù)所述步驟S2中測距儀反饋的距離控制兩個(gè)動態(tài)聚焦鏡，以使兩個(gè)高能激光束均能聚焦到遠(yuǎn)處加工目標(biāo)，并對遠(yuǎn)處加工目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行加工，加工過程中通過紅外監(jiān)控器采集加工區(qū)域溫度；

S6重復(fù)步驟S1-S5，直到遠(yuǎn)處加工目標(biāo)中的所有待加工區(qū)域全部完成。