專利名稱：環(huán)形光斑轉換鏡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種激光加工機使用的環(huán)形光斑轉換鏡。
目前激光加工機使用的光斑轉換鏡是平凸鏡，形成的激光光斑多為多模圓形光斑，這種光斑中心能量密度高，而邊緣能量密度低，這樣激光加工時，光斑照射區(qū)域中心部位熱傳導條件差，散熱慢，邊緣部位熱傳導條件好，散熱快，這兩種因素使得光斑照射中心部位的溫度高于邊緣部位的溫度。往往中心部位的材料已達到熔化點或汽化點，而邊緣溫度還很低，這種光斑能量分布不合理現(xiàn)象，造成中心能量過剩，邊緣能量欠缺，激光能量不能充分利用，如一次激光熱處理面積小，而且改性層不均勻，呈月牙狀，尤其是在激光相變硬化技術中，為得到深的淬硬層，材料表面往往被加熱到接近熔點，光束能量分布的不合理性，再加上國產(chǎn)激光器光束質量的不穩(wěn)定性，很容易使改性層表面微熔，而使零件報廢。
本實用新型的目的在于設計一種使激光光束能量在中心部位低，在邊緣部位高的環(huán)形光斑轉換鏡產(chǎn)品。
本實用新型是通過以下設計方案來完成，轉換鏡是圓形的，直徑φ5至200毫米，上面為球形面(1)，半徑R50至1000毫米，下面為圓錐形面(2)，錐角θ160°～179.8°。
本實用新型的優(yōu)點在焦點及其附近形成環(huán)形光斑，提高激光加工效率，實驗表示在其它條件相同的情況下，使用本實用新型可使激光熱處理的體效率提高50％，面效率提高29％。
下面對


圖1－－環(huán)形光斑轉換鏡結構圖圖2－－傳統(tǒng)平凸轉換鏡激光光束的聚焦狀況和能量分布情況圖3－－環(huán)形光斑轉換鏡激光光束的聚焦狀況和能量分布情況圖4－－傳統(tǒng)平凸轉換鏡得到的改性層是月牙形。
圖5、圖6、圖7、圖8－－環(huán)形光斑轉換鏡得到的改性層形況。
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行說明，熱處理用的環(huán)形光斑轉換鏡是圓形的直徑φ50毫米，上面為球形面(1)，半徑R200毫米，下面為圓錐形面(2)，錐角θ178°。
根據(jù)激光加工需要生產(chǎn)系列產(chǎn)品。
權利要求1.光斑轉換鏡，其特征在于轉換鏡是圓形的，直徑φ5至200毫米，上面為球形面，半徑R50至1000毫米，下面為圓錐形面，錐角θ160°～179.8°。
專利摘要本實用新型涉及到一種激光加工機應用的環(huán)形光斑轉換鏡。轉換鏡是圓形的，上面為球形面，下面為圓錐形面，這種環(huán)形光斑轉換鏡的原理是用一般聚焦透鏡和錐形鏡的組合體，光束首先經(jīng)過球形面聚焦，又經(jīng)過錐形鏡的分光，在焦點及其附近形成環(huán)形光斑。優(yōu)點是提高激光加工的效率，實驗表明在其它條件相同的情況下，使用本實用新型可使激光熱處理的體效率提高50％，使激光熱處理的面效率提高29％。
文檔編號G02B3/00GK2163387SQ93224250
公開日1994年4月27日 申請日期1993年9月15日 優(yōu)先權日1993年9月15日
發(fā)明者張海程 申請人:張海程