[發明專利]光束整形裝置

在審

• 申請號: 202010587435.6
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111708173A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 丁培;翟瑞;周志軍;林小波;喬磊
• 申請（專利權）人: 深圳中科光子科技有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B7/182
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本申請提供一種光束整形裝置，其包括激光器、第一可旋轉反射鏡、高斯光傳播光學組件和平頂光傳播光學組件，激光器發出的激光束經第一可旋轉反射鏡折轉后進入高斯光傳播光學組件或者進入平頂光傳播光學組件后形成加工光；第一可旋轉反射鏡的入光面相對于入射光束呈45°夾角，第一可旋轉反射鏡具有將入射光束折轉至高斯光傳播光學組件的第一狀態和將入射光束折轉至平頂光傳播光學組件的第二狀態，第一可旋轉反射鏡通過90°旋轉實現在第一狀態和第二狀態之間的切換。本申請光束整形裝置既可以滿足高斯光的加工需求，又可以滿足平頂光的加工需求。

技術領域

本發明涉及光學設計技術領域，特別涉及一種光束整形裝置。

背景技術

傳統激光加工頭是激光加工系統的重要組成部分，其主要包括光學鏡組和送粉裝置。光學鏡組的作用是主要完成將激光光束從高功率光纖激光器的光纖端面傳輸至工作平面上，主要包括準直鏡組和會聚鏡組，是激光加工頭中的核心部分，是實現激光加工頭能否工作的重要部件。

激光器產生的光束基本都是呈高斯分布，但是在一些特殊的使用場景，某些材料的加工并不適合用到高斯光，現有方法無法實現激光能量高斯分布到平頂分布的切換。

發明內容

本發明基于現有技術存在的問題提出提供了一種能夠實現在高斯光和平頂光之間切換的光束整形裝置。

本發明提供一種光束整形裝置，其包括激光器、第一可旋轉反射鏡、高斯光傳播光學組件和平頂光傳播光學組件，激光器發出的激光束經第一可旋轉反射鏡折轉后進入高斯光傳播光學組件或者進入平頂光傳播光學組件后形成加工光；第一可旋轉反射鏡的入光面相對于入射光束呈45°夾角，第一可旋轉反射鏡具有將入射光束折轉至高斯光傳播光學組件的第一狀態和將入射光束折轉至平頂光傳播光學組件的第二狀態，第一可旋轉反射鏡通過90°旋轉實現在第一狀態和第二狀態之間的切換。

其中，光束整形裝置還包括第一驅動電機，第一驅動電機用于驅動第一可旋轉反射鏡旋轉。

其中，高斯光傳播光學組件包括第一反射鏡和針孔濾波裝置，在第一狀態時，第一可旋轉反射鏡將入射光束折轉至第一反射鏡，第一反射鏡將激光束進一步反射至針孔濾波裝置。

其中，平頂光傳播光學組件包括第二反射鏡和非球面鏡組，在第二狀態時，第一可旋轉反射鏡將入射光束折轉至第二反射鏡，第二反射鏡將激光束進一步反射至針孔濾波裝置。

其中，高斯光傳播光學組件還包括第三反射鏡，平頂光傳播光學組件還包括第四反射鏡，光束整形裝置還包括第二可旋轉反射鏡，第二可旋轉反射鏡用于在第一狀態時接收針孔濾波裝置出射后由第三反射鏡反射的高斯光，以及用于在第二狀態時接收非球面鏡組出射后由第四反射鏡反射的平頂光，第二可旋轉反射鏡通過90°旋轉的方式實現接收高斯光或平頂光，第二可旋轉反射鏡進一步將高斯光或平頂光反射出去，第二可旋轉反射鏡反射的高斯光或平頂光的出光方向與激光器的出光方向同軸。

其中，光束整形裝置還包括第二驅動電機，第二驅動電機用于驅動第二可旋轉反射鏡旋轉。

其中，非球面鏡組為開普勒型非球面鏡組或伽利略型非平面鏡組。

其中，光束整形裝置還包括變倍擴束透鏡組。

與現有技術相比，本發明光束整形裝置激光器發出的激光束經第一可旋轉反射鏡折轉后進入高斯光傳播光學組件或者進入平頂光傳播光學組件后形成加工光，由于第一可旋轉反射鏡的設置和高斯光、平頂光兩條光路的設置，使得本申請光束整形裝置既可以滿足高斯光的加工需求，又可以滿足平頂光的加工需求。

附圖說明

圖1為本申請光束整形裝置一優選實施例的光路原理圖；

圖2為圖1所示光束整形裝置的非球面鏡組的另一實施方式光路結構圖；

圖3為圖1所示光束整形裝置的可旋轉反射鏡轉動示意圖。