專(zhuān)利名稱：激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
激光加工裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)裝置，尤其涉及一種獲得激光加工用光束的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
激光加工工藝中大部分用的是光場(chǎng)分布呈高斯分布的激光。圖5是高斯光斑的能 量分布圖，如圖5所示，呈高斯分布的激光86%以上的能力集中在激光束的光腰范圍內(nèi)，所 以在激光加工時(shí)加工出的線條中間深，邊緣淺，不能滿足工業(yè)加工中切縫深度一致的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容
基于此，有必要提供一種激光加工裝置，旨在通過(guò)該裝置，使呈高斯分布的激光的 能量得到重新分布，提高激光加工的質(zhì)量。 —種激光加工裝置，包括激光器、擴(kuò)束裝置、聚焦裝置以及設(shè)置于該擴(kuò)束裝置和該 聚焦裝置之間的分光裝置，該分光裝置包括第一鏡片及第二鏡片，所述第一鏡片置于所述 擴(kuò)束裝置輸出的激光的光路上，反射所述擴(kuò)束裝置輸出的部分激光，所述第二鏡片與所述 第一鏡片相對(duì)設(shè)置，反射所述部分激光，所述聚焦裝置聚焦所述擴(kuò)束裝置直接輸出的激光 及所述第二鏡片反射的部分激光形成平頂激光。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第一鏡片為固定鏡片，所述第二鏡片為可調(diào)鏡片。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述固定鏡片是與所述擴(kuò)束裝置輸出的激光成45度夾角的
全反射鏡片，所述固定鏡片的上棱邊與所述擴(kuò)束裝置輸出的激光截面的中心軸線重合。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述可調(diào)鏡片是與所述部分激光夾角可以調(diào)節(jié)的全反射鏡片。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述可調(diào)鏡片是與所述固定鏡片相對(duì)距離可以調(diào)節(jié)的全反射 鏡片。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第一鏡片和所述第二鏡片為平面全反射鏡片。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第一鏡片和所述第二鏡片為全反射棱鏡。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，還包括設(shè)置于所述擴(kuò)束裝置前把所述激光器發(fā)出的圓激光束
整形為橢圓激光束的柱透鏡。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，還包括設(shè)置于所述擴(kuò)束裝置和所述分光裝置之間把所述激光 器發(fā)出的圓激光束整形為橢圓激光束的柱透鏡。 上述激光加工裝置把呈高斯分布的激光束轉(zhuǎn)化成平頂光束，既能夠充分利用激光 能量，又能加工出深度一致的切縫，大大提高了激光加工的質(zhì)量。


圖1是本激光加工裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是分光裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。[0016] 圖3是經(jīng)過(guò)分光和聚焦后的光斑能量分布圖。 圖4是本激光加工裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是高斯光斑的能量分布圖。
具體實(shí)施方式
圖1是本激光加工裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括擴(kuò)束裝置10、分光裝置20 以及聚焦裝置30。 從激光器(圖未示)發(fā)出的激光束首先經(jīng)過(guò)擴(kuò)束裝置IO進(jìn)行擴(kuò)束處理，以增大激
光束的光腰直徑。擴(kuò)束裝置io可以是由兩片凸透鏡組成的，也可以是其它簡(jiǎn)單光學(xué)結(jié)構(gòu)的
擴(kuò)束裝置。經(jīng)過(guò)擴(kuò)束處理的激光束進(jìn)入分光裝置20，由截面為圓形光斑的一束激光被分光
裝置20分光成為兩束截面為半圓光斑的激光。被分光后的兩束激光隨后進(jìn)入聚焦裝置30，
經(jīng)過(guò)聚焦處理后兩束激光相互接近，能量發(fā)生疊加，并照射到需加工的工件上。 圖2是分光裝置20的結(jié)構(gòu)原理圖，包括第一鏡片21和第二鏡片22。 第一鏡片21置于擴(kuò)束裝置IO輸出的激光的光路上，第一鏡片21是與入射的激光
束成45度夾角的全反射鏡片，其上棱邊是水平的，且與激光束截面的中心軸線重合，反射
擴(kuò)束裝置IO輸出的部分激光。第一鏡片21的上棱邊與激光束截面的中心軸線有略微偏移
也是可以的，但重合時(shí)的效果最好。第一鏡片21可以是平面全反射鏡片，也可以是全反射
棱鏡，或者其它能把入射激光束分割成截面光斑為半圓的兩束激光的鏡片。本實(shí)施方式中，
第一鏡片21為固定鏡片，即其位置和角度都是固定的。在其他實(shí)施方式中，第一鏡片21也
可以是位置和角度可調(diào)的鏡片。 第二鏡片22與第一鏡片21相對(duì)設(shè)置，反射由第一鏡片21反射的部分激光。本實(shí)
施方式中，第二鏡片22是與入射激光束的夾角、以及與第一鏡片21間的距離可以調(diào)節(jié)的全
反射鏡片。第二鏡片22可以是平面全反射鏡片，也可以是全反射棱鏡。 經(jīng)過(guò)擴(kuò)束裝置10擴(kuò)束后的激光束進(jìn)入擴(kuò)束裝置20，激光束的下半部分被第一鏡
片21反射到第二鏡片22上，再被第二鏡片22反射；激光束的上半部分則因未與第一鏡片
21接觸而按原光路直接射出。如此一來(lái)就由一束截面為圓形光斑的激光被分光裝置20分
光成為了兩束截面為半圓光斑的激光。 需強(qiáng)調(diào)的是，加工時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)第二鏡片22的角度以及與第一鏡片21間的距
離來(lái)調(diào)節(jié)分光后的兩激光束間的距離，從而調(diào)節(jié)聚焦后兩個(gè)截面光斑的間距及相對(duì)位置，
來(lái)得到平頂光或近平頂光，以滿足不同寬度或者不同方向的加工要求。 圖3為經(jīng)過(guò)分光和聚焦后的光斑能量分布圖，當(dāng)兩個(gè)截面光斑的間距為腰斑半徑
時(shí)，疊加后的能量為最佳的平頂分布。 圖4是本激光加工裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其與激光加工裝置第一實(shí)施例 的主要區(qū)別在于在擴(kuò)束裝置10前增加了一個(gè)柱透鏡40，把圓激光束整形為橢圓激光束。 本激光加工裝置第三實(shí)施例與第二實(shí)施例的主要區(qū)別在于柱透鏡40不是設(shè)置 在擴(kuò)束裝置10之前，而是在擴(kuò)束裝置10與分光裝置20之間。 本裝置把從激光器發(fā)出呈高斯分布的激光束轉(zhuǎn)化成平頂光束或者近平頂光束，既 能夠充分利用激光能量，又能加工出深度一致的切縫，大大提高了激光加工的質(zhì)量。并且可 以通過(guò)調(diào)節(jié)第二鏡片22的角度及與第一鏡片21間的距離來(lái)調(diào)節(jié)分光后的兩激光束間的距離，從而調(diào)節(jié)聚焦后兩個(gè)截面光斑的間距及相對(duì)位置，以滿足不同寬度或者不同方向的加 工要求，提高了激光加工裝置的靈活性和通用性。 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬 于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種激光加工裝置，包括激光器、擴(kuò)束裝置以及聚焦裝置，其特征在于還包括設(shè)置于該擴(kuò)束裝置和該聚焦裝置之間的分光裝置，該分光裝置包括第一鏡片及第二鏡片，所述第一鏡片置于所述擴(kuò)束裝置輸出的激光的光路上，反射所述擴(kuò)束裝置輸出的部分激光，所述第二鏡片與所述第一鏡片相對(duì)設(shè)置，反射所述部分激光，所述聚焦裝置聚焦所述擴(kuò)束裝置直接輸出的激光及所述第二鏡片反射的部分激光形成平頂激光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的激光加工裝置，其特征在于所述第一鏡片為固定鏡片，所述 第二鏡片為可調(diào)鏡片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光加工裝置，其特征在于所述固定鏡片是與所述擴(kuò)束裝 置輸出的激光成45度夾角的全反射鏡片，所述固定鏡片的上棱邊與所述擴(kuò)束裝置輸出的 激光截面的中心軸線重合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光加工裝置，其特征在于所述可調(diào)鏡片是與所述部分激 光夾角可以調(diào)節(jié)的全反射鏡片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的激光加工裝置，其特征在于所述可調(diào)鏡片是與所述固 定鏡片相對(duì)距離可以調(diào)節(jié)的全反射鏡片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的激光加工裝置，其特征在于所述第一鏡片 和所述第二鏡片為平面全反射鏡片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的激光加工裝置，其特征在于所述第一鏡片 和所述第二鏡片為全反射棱鏡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于還包括設(shè)置于所述擴(kuò)束裝置前 把所述激光器發(fā)出的圓激光束整形為橢圓激光束的柱透鏡。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于還包括設(shè)置于所述擴(kuò)束裝置和 所述分光裝置之間把所述激光器發(fā)出的圓激光束整形為橢圓激光束的柱透鏡。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種激光加工裝置，包括激光器、擴(kuò)束裝置以及聚焦裝置，其特征在于還包括設(shè)置于該擴(kuò)束裝置和該聚焦裝置之間的分光裝置，該分光裝置包括第一鏡片及第二鏡片，所述第一鏡片置于所述擴(kuò)束裝置輸出的激光的光路上，反射所述擴(kuò)束裝置輸出的部分激光，所述第二鏡片與所述第一鏡片相對(duì)設(shè)置，反射所述部分激光，所述聚焦裝置聚焦所述擴(kuò)束裝置直接輸出的激光及所述第二鏡片反射的部分激光形成平頂激光。因此，既能夠充分利用激光能量，又能加工出深度一致的切縫，大大提高了激光加工的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K26/38GK201529851SQ200920205458
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者何柏林, 孫玉芬, 蔡元平, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司