[發明專利]一種遠程激光清洗系統

有效

• 申請號: 202011248761.0
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112495941B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 佟艷群;上官劍鋒;任旭東;葉云霞;周志強;馬健;辛珊珊;陳蘭;周王凡
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;G02B27/09;G02B27/30;G02B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種遠程激光清洗系統，其特征在于，包括激光器、能量傳輸光纖、激光準直擴束系統、激光對準系統、激光耦合系統和激光清洗頭，所述的激光器通過能量傳輸光纖與激光準直擴束系統相連，提供用于激光清洗的激光能量；所述激光耦合系統與通過能量傳輸光纖與激光清洗頭相連；

所述激光準直擴束系統用于將激光進行準直和擴束，擴束倍數取整數，滿足激光能量密度在擴束后小于500mw/mm²，其中，I為激光擴束后的激光能量密度，且I≦500mw/mm²，P為激光器的功率，r為激光擴束前的激光光斑半徑，π為圓周率；所述激光準直擴束系統從左往右依次為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡，其中第一透鏡和第二透鏡為準直透鏡，將光纖發出的激光進行準直，第三透鏡和第四透鏡為擴束透鏡，將光束進行擴束，擴束后的光束直徑大于30mm；所述激光耦合系統從左往右依次為第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡和圓臺透鏡，第五透鏡和第六透鏡為光束壓縮透鏡，將接收到的光束壓縮傳輸，第七透鏡和第八透鏡為聚焦透鏡，將激光進行聚焦，聚焦透鏡將激光束聚焦，聚焦后光斑直徑D滿足0.4mm＜D＜1.2mm；圓臺透鏡緊挨聚焦透鏡的一端的外徑大于聚焦后光斑直徑D、遠離聚焦透鏡的一端的外徑小于能量傳輸光纖的纖芯直徑；

所述激光耦合系統用于將接收到的激光光束壓縮聚焦，耦合到能量傳輸光纖中；

所述激光對準系統用于將所述激光準直擴束系統的中心軸線與激光耦合系統的中心軸線調整在同一直線上，包括：

第一仰角調節裝置、第二仰角調節裝置，分別用于調節激光準直擴束系統、激光耦合系統的俯仰角；以及，

校準光源、靶標，分別裝在激光準直擴束系統、激光耦合系統處，用于校準激光準直擴束系統、激光耦合系統在同一直線上。

2.根據權利要求1所述的遠程激光清洗系統，其特征在于，所述激光耦合系統的接收口徑大于激光擴束后光斑的直徑。

3.根據權利要求1所述的遠程激光清洗系統，其特征在于，所述激光準直擴束系統的第一透鏡設置有光闌面。

4.根據權利要求1所述的遠程激光清洗系統，其特征在于，

第一透鏡為正透鏡，前表面曲率半徑為無限大，后表面曲率半徑為-11mm～-12mm，厚度為2.4mm～2.6mm；

所述第二透鏡為正透鏡，前表面曲率半徑為40mm～41mm，后表面曲率半徑為-74mm～-76mm，厚度為2.4mm～2.6mm；

所述第三透鏡為負透鏡，前表面曲率半徑為-7.5mm～-8.5mm，后表面曲率半徑為45mm～47mm，厚度為2.4mm～2.6mm；

所述第四透鏡為正透鏡，前表面曲率半徑為71mm～73mm，后表面曲率半徑為-50mm～-48mm，厚度為14mm～16mm；

其中，第一透鏡為非球面透鏡，第二透鏡為球面透鏡，第三透鏡為球面透鏡，第四透鏡為非球面透鏡；

所述第一透鏡與第二透鏡之間的空氣間隔為1.4mm～1.6m，所述第二透鏡與第三透鏡之間的空氣間隔為8mm～12mm，所述第三透鏡與第四透鏡之間的空氣間隔為44mm～46mm；

所述激光耦合系統的第五透鏡與激光準直擴束系統的第四透鏡參數相同、第六透鏡與第三透鏡相同，第七透鏡與第二透鏡相同，第八透鏡與第一透鏡相同。

5.根據權利要求1所述的遠程激光清洗系統，其特征在于，所述激光清洗頭的內部光學系統包含從左往右依次設置的第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡、反射鏡、鮑威爾棱鏡，第九透鏡為準直透鏡，將光纖發出的激光進行準直；第十透鏡和第十一透鏡為光束壓縮透鏡，將激光進行壓縮；反射鏡將激光光束進行90°轉向，鮑威爾棱鏡將圓形光斑轉換成線性光斑。