[發明專利]光路組件、激光切割頭及激光切割設備

在審

• 申請號: 202011207863.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112496528A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 鄒武兵;李璟;張德安;段家露;吳飛龍
• 申請（專利權）人: 深圳市韻騰激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046;B23K26/06;B23K26/064;B23K26/38
• 代理公司: 深圳中細軟知識產權代理有限公司 44528
• 代理人: 閻昱辰

1.一種光路組件，其特征在于，包括：

激光光路，具有入射端以及出射端，激光光束自所述入射端進入所述光路組件，并由所述出射端射出；

貝塞爾光束發生器，包括第一凹錐透鏡，所述貝塞爾光束發生器用于將所述激光光束轉換為貝塞爾激光束，并朝所述出射端輸出第一激光束；所述貝塞爾激光束位于遠離所述第一凹錐透鏡的所述出射端的一側；

準直鏡，設于遠離所述貝塞爾光束發生器的所述入射端一側，所述準直鏡用于對所述第一激光束進行準直，并朝所述出射端輸出第二激光束；以及

聚焦鏡，設于遠離所述準直鏡的所述入射端一側，所述聚焦鏡用于將所述第二激光束進行聚焦，并自所述出射端輸出出射激光束。

2.根據權利要求1所述的光路組件，其特征在于，所述準直鏡和所述聚焦鏡均為凸透鏡。

3.根據權利要求2所述的光路組件，其特征在于，所述準直鏡的凸面和所述聚焦鏡的凸面均朝向遠離所述出射端的一側設置，且所述第一凹錐透鏡的凹部位于遠離所述出射端的一側。

4.根據權利要求3所述的光路組件，其特征在于，所述第一凹錐透鏡至所述準直鏡的距離小于所述準直鏡的焦距。

5.根據權利要求4所述的光路組件，其特征在于，所述貝塞爾光束在所述激光光路上的線長為L，所述線長L通過公式：

求得；其中，D為所述激光光束的光束直徑，θ為所述第一凹錐透鏡的錐頂角、n為所述第一凹錐透鏡的折射率。

6.根據權利要求3所述的光路組件，其特征在于，所述貝塞爾光束發生器還包括第二凹錐透鏡，所述第二凹錐透鏡設于所述第一凹錐透鏡遠離所述出射端的一側，且所述第二凹錐透鏡的凹部位于遠離所述入射端的一側，所述貝塞爾激光束至少部分位于所述第二凹錐透鏡遠離所述出射端的一側；所述第二凹錐透鏡至所述準直鏡的距離小于所述準直鏡的焦距。

7.根據權利要求6所述的光路組件，其特征在于，所述貝塞爾激光束在所述激光光路上的線長為L，所述線長L通過公式：

求得；其中，D為所述激光光束的光束直徑，θ₁為所述第一凹錐透鏡的錐頂角，θ₂為所述第二凹錐透鏡的錐頂角，n為所述第一凹錐透鏡和所述第二凹錐透鏡的折射率。

8.根據權利要求3所述的光路組件，其特征在于，所述貝塞爾光束發生器還包括凸錐透鏡，所述凸錐透鏡設于所述第一凹錐透鏡遠離所述入射端的一側，且所述凸錐透鏡的凸部位于靠近所述第一凹錐透鏡的一側，且所述第一凹錐透鏡的錐頂角不等于所述凸錐透鏡的錐頂角。

9.根據權利要求8所述的光路組件，其特征在于，所述貝塞爾光束在所述激光光路上的線長為L，所述線長L通過公式：

求得；其中，D為所述激光光束的光束直徑，β₁為所述第一凹錐透鏡的錐頂角，β₂為所述凸錐透鏡的錐頂角，n為所述第一凹錐透鏡和凸錐透鏡的折射率。

10.根據權利要求1-9任意一項所述的光路組件，其特征在于，所述激光光束的能量為I_i，則所述出射光束的能量I_o通過公式：

求得。

11.根據權利要求5或7或9所述的光路組件，其特征在于，所述光路組件的焦深δ通過公式：

求得；其中，M為所述光路組件的放大倍率，f₁為所述準直鏡的焦距，f₂為所述聚焦鏡的焦距。

12.一種激光切割頭，其特征在于，包括權利要求1-11任意一項所述的光路組件。

13.一種激光切割設備，其特征在于，包括權利要求12所述的激光切割頭。