[發(fā)明專利]一種具有圓形和環(huán)形光斑切變功能的光學(xué)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010399259.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN113649690A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳國(guó)寧;盧國(guó)杰;牛增強(qiáng);韓金龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市聯(lián)贏激光股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/064
• 分類號(hào): B23K26/064;G02B26/08;G02B27/09
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開一種具有圓形和環(huán)形光斑切變功能的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光系統(tǒng)，用于產(chǎn)生激光束，并且將所述激光束準(zhǔn)直后聚焦；雙纖芯光纖，包括內(nèi)纖芯以及包絡(luò)于所述內(nèi)纖芯的環(huán)狀外纖芯；雙楔形棱鏡組：包括第一楔形鏡片以及第二楔形鏡片，所述第一楔形鏡片以及第二楔形鏡片的光軸重合；所述雙楔形棱鏡組設(shè)置于激光束照射路徑的任意位置上，第一楔形鏡與第二楔形鏡片的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使所述激光系統(tǒng)得到的焦點(diǎn)照射于雙纖芯光纖的內(nèi)纖芯或者外纖芯的截面。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及種一種具有圓形和環(huán)形光斑切變功能的光學(xué)系統(tǒng)。。

【背景技術(shù)】

現(xiàn)代激光技術(shù)高速發(fā)展，其在工業(yè)加工領(lǐng)域、國(guó)防、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷的擴(kuò)展，尤其是高功率光纖激光器在工業(yè)加工領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，例如金屬板材的切割，但同時(shí)在焊接、熔覆、清洗等領(lǐng)域都展現(xiàn)出巨大的潛力。在以上的應(yīng)用中常常需要根據(jù)具體工藝或者應(yīng)用場(chǎng)合選擇光束類型，例如，由圓形光束切換到圓環(huán)狀光束。

為了獲取不同光束模式的光束，在實(shí)際應(yīng)用中，激光器往往針對(duì)一種光束設(shè)計(jì)，從而每一種光束都需要對(duì)應(yīng)一臺(tái)激光器，當(dāng)需要從圓形光束切換成環(huán)形光束的使用工況，要求相應(yīng)地切換激光器，這大大增加了使用成本和系統(tǒng)復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

綜上所述，本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷（不足），提供一種具有圓形和環(huán)形光斑切變功能的光學(xué)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：具有圓形和環(huán)形光斑切變功能的光學(xué)系統(tǒng)，包括：激光系統(tǒng)，用于產(chǎn)生激光束，并且將所述激光束準(zhǔn)直后聚焦；

雙纖芯光纖，包括內(nèi)纖芯以及包絡(luò)于所述內(nèi)纖芯的環(huán)狀外纖芯；

雙楔形棱鏡組：包括第一楔形鏡片以及第二楔形鏡片，所述第一楔形鏡片以及第二楔形鏡片的光軸重合；

所述雙楔形棱鏡組設(shè)置于激光束照射路徑的任意位置上，第一楔形鏡與第二楔形鏡片的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使所述激光系統(tǒng)得到的焦點(diǎn)照射于雙纖芯光纖的內(nèi)纖芯或者外纖芯的截面。

在一些具體實(shí)施方式中，所述激光系統(tǒng)包括：激光器、準(zhǔn)直鏡片以及聚焦鏡片；所述激光器產(chǎn)生的激光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡片變成平行光束后，由聚焦鏡片聚焦。

在一些具體實(shí)施方式中，所述雙楔形棱鏡組設(shè)置于激光器與準(zhǔn)直鏡片之間，激光器的中心和第一楔形鏡片以及第二楔形鏡片的光軸重合；

所述第一楔形鏡與第二楔形鏡片的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使激光器與準(zhǔn)直鏡片之間的激光束發(fā)生偏折，發(fā)生偏折的激光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡片和聚焦鏡片鏡片后得到的焦點(diǎn)照射于內(nèi)纖芯或者外纖芯的截面。

在一些具體實(shí)施方式中，所述雙楔形棱鏡組設(shè)置于準(zhǔn)直鏡片以及聚焦鏡片之間，準(zhǔn)直鏡片與聚焦鏡片之間的平行激光束的中心和第一楔形鏡片以及第二楔形鏡片的光軸重合；所述第一楔形鏡與第二楔形鏡片的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使準(zhǔn)直鏡片以及聚焦鏡片之間的激光束發(fā)生偏折，發(fā)生偏折的激光束經(jīng)過(guò)聚焦鏡片鏡片后得到的焦點(diǎn)照射于內(nèi)纖芯或者外纖芯的截面。

在一些具體實(shí)施方式中，所述雙楔形棱鏡組設(shè)置于聚焦鏡片和雙纖芯光纖之間，聚焦鏡片和雙纖芯光纖之間的激光束的中心和第一楔形鏡片以及第二楔形鏡片的軸心重合；所述第一楔形鏡與第二楔形鏡片的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使聚焦鏡片和雙纖芯光纖之間的激光束發(fā)生偏折，發(fā)生偏折的激光束照射于內(nèi)纖芯或者外纖芯的截面。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)位于激光束內(nèi)的第一楔形鏡或者第二楔形鏡片，在第一楔形鏡或者第二楔形鏡片處在某一個(gè)位置上，光束照射雙楔形棱鏡組后經(jīng)過(guò)聚焦鏡片后，激光束不發(fā)生偏折，最終形成一個(gè)焦點(diǎn)，使該焦點(diǎn)其落在內(nèi)纖芯上，旋轉(zhuǎn)雙楔形棱鏡組中的第一楔形鏡或者第二楔形鏡片，使第一楔形鏡和第二楔形鏡片的相對(duì)位置發(fā)生改變，在此位置柵個(gè)，經(jīng)過(guò)第一楔形鏡和第二楔形鏡片的激光束發(fā)生偏折，最終使得到的焦點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)落在第二纖芯的截面截面上，由于給第二纖芯為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，最終經(jīng)過(guò)第二纖芯的引導(dǎo)后，得到環(huán)狀光斑。由此可見，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)最終可以得到圓形光斑或者環(huán)狀光斑，并且，可以在圓形光斑和環(huán)狀光斑之間切換，而無(wú)需分別制造另外一個(gè)激光設(shè)備。