[發(fā)明專利]一種多組平行束的激光熔覆光源的整型裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110676947.4
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113204123A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 印曉麗;楊軍紅;扈金富
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東粵港澳大灣區(qū)硬科技創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B7/04;C23C24/10
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發(fā)明提供的多組平行束的激光熔覆光源的整型裝置，通過調(diào)節(jié)第二透鏡組的第一凹凸透鏡L2和第二雙凸透鏡L3的位置，把第一凹凸透鏡L2和第二雙凸透鏡L3作為一個整體進行調(diào)節(jié)，便于實現(xiàn)調(diào)焦功能，輸出的光斑可以相應(yīng)進行調(diào)節(jié)，完全滿足激光熔覆產(chǎn)品對光斑的要求能得到各種能量分布的光斑需求的思路，滿足了激光熔覆產(chǎn)品的需求的同時，便于操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多組平行束的激光熔覆光源的整型裝置。

背景技術(shù)

激光熔覆技術(shù)由Gnanamuthu在1974年首次實現(xiàn)，此后，激光熔覆技術(shù)成為人們的研究重點，也是激光表面改性技術(shù)中的發(fā)展熱點。激光融覆技術(shù)是指通過光內(nèi)送粉或者光外送粉等各種不同的送粉方式將用于熔覆的粉末放置于被熔覆的基體表面，然后通過激光照射使得用于熔覆的粉末與被熔覆的基體同時熔化形成熔池，然后快速冷卻，形成一個表面改性層，該表面改性層是被熔覆的基體與粉末材料的良好冶金結(jié)合，并且沒有裂紋與氣孔，可以明顯的提升基材的表面硬度，耐疲勞性，抗氧化性，耐磨程度以及高度性能。

相對于其他表面改性技術(shù)，激光熔覆具有能量密度高，加熱速度快，工件形變小，基材與熔覆涂層結(jié)合牢固，涂層組織小等優(yōu)良特性。另外，通過光路設(shè)計和機器人的結(jié)合，在工業(yè)中基本可以實現(xiàn)全方位無死角的激光熔覆，但是由于現(xiàn)在的加工零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀怪異，在某些特定的應(yīng)用場景下，傳統(tǒng)的高斯圓形光斑已經(jīng)無法滿足加工需求，因此，光束整型技術(shù)是激光熔覆技術(shù)中研究的一個重點。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要提供一種滿足激光熔覆產(chǎn)品對光束要求的多組平行束的激光熔覆光源的整型裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N多組平行束的激光熔覆光源的整型裝置，包括光學(xué)物鏡，沿所述光學(xué)物鏡的鏡頭的光軸方向從物面端到成像面依序還包括：具有正光焦度的第一透鏡組、光闌及具有正光焦度的第二透鏡組，所述第一透鏡組至少包括一個平凸透鏡(L1)，所述的第二透鏡組沿光軸方向依次包括第一凹凸透鏡(L2)和第二雙凸透鏡(L3)，通過調(diào)節(jié)所述第一凹凸透鏡(L2)和所述第二雙凸透鏡(L3)的位置以實現(xiàn)變焦。

在其中一些實施例中，在調(diào)節(jié)所述第一凹凸透鏡(L2)和所述第二雙凸透鏡(L3)的位置時，所述第一凹凸透鏡(L2)和第二雙凸透鏡(L3)之間的相對距離保持不變。

在其中一些實施例中，所述鏡頭采用玻璃材質(zhì)的鏡片。

在其中一些實施例中，所述整型裝置的輸出光斑大小在8mm-40mm之間，在調(diào)節(jié)所述第一凹凸透鏡(L2)和所述第二雙凸透鏡(L3)的位置的過程中光斑的畸變控制在全視場小于2.5％，光斑的能量分布呈現(xiàn)平頂分布。

另一方面，本申請還提供了一種多組平行束的激光熔覆光源的整型裝置，包括光學(xué)物鏡，沿所述光學(xué)物鏡的鏡頭的光軸方向從物面端到成像面包括：具有正光焦度的第二透鏡組，所述的第二透鏡組沿光軸方向依次包括第一凹凸透鏡(L2)和第二雙凸透鏡(L3)，通過調(diào)節(jié)所述第一凹凸透鏡(L2)和所述第二雙凸透鏡(L3)的位置以實現(xiàn)變焦。

在其中一些實施例中，在調(diào)節(jié)所述第一凹凸透鏡(L2)和所述第二雙凸透鏡(L3)的位置時，所述第一凹凸透鏡(L2)和第二雙凸透鏡(L3)之間的相對距離保持不變。

在其中一些實施例中，在調(diào)節(jié)所述第一凹凸透鏡(L2)和所述第二雙凸透鏡(L3)的位置的過程中，所述整型裝置的輸出光斑的能量呈M型分布。

在其中一些實施例中，所述鏡頭采用玻璃材質(zhì)的鏡片。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)效果如下：