CN103217795A - 扩束镜 - Google Patents

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魏志凌
宁军
周强
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Abstract

本发明涉及一种扩束镜，主要解决现有技术中安装扩束镜时，激光光束不容易达到光学同轴要求的技术问题，本发明通过采用一种扩束镜，含有光电同轴准直器，光电同轴准直器包括圆柱形镜筒，镜筒一端具有入光口，另一端具有出光口，镜筒具有入光口的一端和激光器光纤头相连，具有出光口的一端具有螺纹，镜筒通过所述螺纹和扩束镜入射端配合，入光口和出光口分别具有光敏电阻，光敏电阻中心具有激光光束通过的圆孔的技术方案，较好地解决了该问题，可用于激光加工设备中准直扩束镜与激光光束同轴的工装治具的工业生产中。

Description

扩束镜
 
技术领域
本发明涉及一种扩束镜，特别是含有镜光电同轴准直器的扩束镜。
背景技术
在激光加工设备组装完成后，需要对光路进行调整，调整的原则是要光路中的每个器件达到一定要求的光学同轴度。扩束镜作为光路中的辅助器件，起到增大光束直径的作用，但是如果其轴线与激光光束轴线偏差过大会造成经过扩束后的激光光束能量沿轴心分布不均匀，如图1，那么就会对影响激光的切割质量。以往安装扩束镜只是目视激光光束是否沿扩束镜入光口中心通过，误差很大，需要反复安装调整，不容易达到光学同轴要求。
本发明提供一种扩束镜光电同轴准直器，将此件安装在扩束镜上很容易将扩束镜与激光光束调整到同轴。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的安装扩束镜只是目视激光光束是否沿扩束镜入光口中心通过，误差很大，需要反复安装调整，不容易达到光学同轴的技术问题，提供一种新的扩束镜，该扩束镜光电同轴准直器具有容易将扩束镜与激光光束调整到同轴的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种扩束镜，包括圆柱形镜筒和光电同轴准直器；所述的光电同轴准直器，包括连接轴和光电传感器，光电传感器无间隙的固定在连接轴中，光电传感器和外部计算机相连。
上述技术方案中，所述的扩束镜光电同轴准直器安装在光学系统中。所述扩束镜轴心与激光光束轴心平行。所述传感器感光后发出信号，传给外部计算机，经过计算机运算分析得出光斑位置。调节扩束镜使激光光束打在传感器上的光斑位置，保证扩束镜与激光光束的同轴度。
一种采用扩束镜调节激光光束同轴的方法，包括以下几个步骤：
a）将权利要求2所述的扩束镜安装在光学系统中；
b）先将扩束镜轴心与激光光束轴心调节到平行，然后在垂直面、水平面分别平移扩束镜位置使光电传感器感光；
c）传感器感光后发出信号，传给外部计算机，经过计算机运算分析得出光斑位置；
d）调节扩束镜使激光光束打在传感器上的光斑到达预先设置好的同轴位置，保证了扩束镜与激光光束的同轴度，即完成扩束镜的装调。
扩束镜光电同轴准直器还可以采用如下技术方案，扩束镜光电同轴准直器包括圆柱形镜筒，镜筒一端具有入光口，另一端具有出光口，镜筒具有入光口的一端和激光器光纤头相连，具有出光口的一端具有螺纹，镜筒通过所述螺纹和扩束镜入射端配合，入光口和出光口分别具有光敏电阻，光敏电阻中心具有激光光束通过的圆孔。所述圆孔直径比通过的激光光束直径大1～50微米。当激光射在光敏电阻上，光敏电阻会产生信号。
用上述该准直器调节激光光束同轴的方法，将扩束镜安装在光学系统中，将扩束镜与扩束镜光电同轴准直器通过螺纹连接在一起，调节组合件，使激光光束通过扩束镜光电同轴准直器的两个小孔，如果组合件有倾斜或者平行于光轴有偏移，光线都会有一部分落在光敏电阻上，光敏电阻就会产生信号，当调节到两个光敏电阻都无感光信号反馈时，扩束镜就和激光光束达到了光学同轴度。
扩束镜光电同轴准直器是一个及工装与信息反馈与一体的器件，一端是与扩束镜入射端配合的螺纹孔，在距扩束镜入光口的近端与远端有两个中心带有比激光光束直径大0.05mm的小孔的光敏电阻，器件一次装夹车削而成，保证了螺纹孔与小孔的同轴度即保证了准直器与扩束镜同轴。调光过程中要将扩束镜安装在光学系统中时，将扩束镜与扩束镜光电同轴准直器通过螺纹连接在一起，调节组合件使激光光束通过扩束镜光电同轴准直器的两个小孔，如果组合件倾斜或者平行于光轴有偏移，光线都会有一部分落在光敏电阻上，那么光敏电阻就会产生信号，当调节到两个光敏电阻都无感光信号反馈时，扩束镜就达到了光学同轴度的要求。
采用本发明的方法，解决了以往扩束镜在装入光学系统中，同轴度难以调节，调节的精度难以保证的问题。而且操作方便，易于控制，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1 为扩束镜未同轴时激光能量分布示意图。
图2为扩束镜光电同轴准直器示意图。
图3 为扩束镜光电同轴准直器剖面图。
图4 为安装光电同轴准直器的扩束镜
图5为经光电同轴准直器调节后的激光能量分布示意图。
图1中，1为激光器光纤杆头；2为激光光束；3为聚焦透镜；4为激光能量分布，5为扩束镜轴心；6为激光光束轴心。
图2中，1为光电传感器；2为连接轴。
图3中，1为光电传感器；2为连接轴。
图4中，1为激光器光纤杆头；2为激光光束；3为聚焦透镜；4为光电同轴准直器；5为光电传感器；6为连接轴。
图5中，1为激光器光纤杆头；2为激光光束；3为聚焦透镜；4为激光能量分布。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施例
 
【实施例1】
一种扩束镜，含有光电同轴准直器，如图2所示，光电同轴准直器包括连接轴和光电传感器，光电传感器无间隙的固定在连接轴中，光电传感器和外部计算机相连。
 
【实施例2】
一种扩束镜，含有光电同轴准直器，光电同轴准直器包括连接轴和光电传感器，光电传感器用胶无间隙的固定在连接轴中，光电传感器和外部计算机相连。图3 为扩束镜光电同轴准直器剖面图。
 
【实施例3】
一种扩束镜，含有光电同轴准直器，光电式同轴准直器，是一个单独器件，是由连接轴与光电传感器组成，光电传感器无间隙装的用胶固定在接轴中。调光过程中要将扩束镜安装在光学系统中时，先将扩束镜轴心与激光光束轴心调节到平行，然后在垂直面、水平面分别平移扩束镜位置使光电传感器感光，传感器感光后发出信号，经过计算机运算分析得出光斑位置，调节扩束镜使激光光束打在传感器上的光斑到达预先设置好的同轴位置即可完成扩束镜的装调，如图3，即保证了扩束镜与激光光束的同轴度。 
 
【实施例4】
一种扩束镜，包括圆柱形镜筒和同轴准直器，所述的同轴准直器，包括连接轴和光电传感器，光电传感器无间隙的固定在连接轴中，光电传感器和外部计算机相连。
 
【实施例5】
一种同轴激光光束的调节方法，包括以下几个步骤：
a）将实施例4所述的扩束镜安装在光学系统中；
b）先将扩束镜轴心与激光光束轴心调节到平行，然后在垂直面、水平面分别平移扩束镜位置使光电传感器感光；
c）传感器感光后发出信号，传给外部计算机，经过计算机运算分析得出光斑位置；
d）调节扩束镜使激光光束打在传感器上的光斑到达预先设置好的同轴位置，保证了扩束镜与激光光束的同轴度，即完成扩束镜的装调。
所述扩束镜光电式同轴准直器是一个单独器件。是由连接轴与光电传感器组成，光电传感器无间隙装的用胶固定在接轴中。调光过程中要将扩束镜安装在光学系统中时，先将扩束镜轴心与激光光束轴心调节到平行，然后在垂直面、水平面分别平移扩束镜位置使光电传感器感光，传感器感光后发出信号，经过计算机运算分析得出光斑位置，调节扩束镜使激光光束打在传感器上的光斑到达预先设置好的同轴位置即可完成扩束镜的装调，即保证了扩束镜与激光光束的同轴度，如图4。
 
【实施例6】
一种同轴激光光束的调节方法，将扩束镜安装在光学系统中，将扩束镜与扩束镜光电同轴准直器通过螺纹连接在一起，调节组合件，使激光光束通过扩束镜光电同轴准直器的两个小孔，如果组合件有倾斜或者平行于光轴有偏移，光线都会有一部分落在光敏电阻上，光敏电阻就会产生信号，当调节到两个光敏电阻都无感光信号反馈时，扩束镜就和激光光束达到了光学同轴度。
所述的扩束镜，包括圆柱形镜筒和同轴准直器，所述的同轴准直器，包括圆柱形镜筒，镜筒一端具有入光口，另一端具有出光口，镜筒具有入光口的一端和激光器光纤头相连，具有出光口的一端具有螺纹，镜筒通过所述螺纹和扩束镜入射端配合，入光口和出光口分别具有光敏电阻，光敏电阻中心具有激光光束通过的圆孔。所述圆孔直径比通过的激光光束直径大20微米。一部分落在光敏电阻上，那么光敏电阻就会产生信号。
 
【实施例7】
扩束镜光电同轴准直器是一个及工装与信息反馈与一体的器件，一端是与扩束镜入射端配合的螺纹孔，在距扩束镜入光口的近端与远端有两个中心带有比激光光束直径大0.05mm的小孔的光敏电阻，器件一次装夹车削而成，保证了螺纹孔与小孔的同轴度即保证了准直器与扩束镜同轴。调光过程中要将扩束镜安装在光学系统中时，将扩束镜与扩束镜光电同轴准直器通过螺纹连接在一起，调节组合件使激光光束通过扩束镜光电同轴准直器的两个小孔，如果组合件有倾斜或者平行于光轴有偏移，光线都会有一部分落在光敏电阻上，那么光敏电阻就会产生信号，当调节到两个光敏电阻都无感光信号反馈时，扩束镜就达到了光学同轴度的要求，如图3所示。
本发明的扩束镜解决了以往扩束镜在装入光学系统中，同轴度难以调节，调节的精度难以保证的问题。

Claims (5)

1.一种扩束镜，包括圆柱形镜筒和光电同轴准直器；所述的光电同轴准直器，包括连接轴和光电传感器，光电传感器无间隙的固定在连接轴中，光电传感器和外部计算机相连。
2.根据权利要求1所述的扩束镜，其特征在于所述的扩束镜光电同轴准直器安装在光学系统中。
3.根据权利要求1所述的扩束镜，其特征在于所述扩束镜轴心与激光光束轴心平行。
4.根据权利要求1所述的扩束镜，其特征在于所述传感器感光后发出信号，传给外部计算机，经过计算机运算分析得出光斑位置。
5.根据权利要求1所述的扩束镜，其特征在于调节扩束镜使激光光束打在传感器上的光斑位置，保证扩束镜与激光光束的同轴度。
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PB01 Publication
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