CN107442521B - 激光清洗头 - Google Patents

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Abstract

一种激光清洗头，包括：脉冲激光源，用于输出脉冲激光光束；传能光纤，其一端与脉冲激光源连接，用于传输脉冲激光光束；准直器，与传能光纤的另一端连接，用于准直脉冲激光光束；反射镜，用于将准直后的脉冲激光光束反射至清洗样件的表面。本发明通过采用传能光纤和反射镜，使脉冲激光光束射入至清洗样件的表面，因此，激光清洗头的结构简单，操作便捷。反射镜采用可调谐聚焦光束反射镜，在反射激光光束的同时能够对光束聚焦整形，可使得射出的光束为高功率矩形光束，从而射到清洗物件表面的光束为线光束，形成线斑面，因此清洗范围大，且避免了传统清洗方式中点斑衔接时存在的微小缝隙，提高了整体的清洗效果。

Description

激光清洗头
技术领域
本发明属于激光清洗领域，更具体地涉及一种激光清洗头。
背景技术
激光清洗是一种高效、绿色的清洗技术，相对于化学清洗及机械清洗有一定优势，其具有不需要任何化学试剂、无研磨、无应力、无耗材、对基材损伤小、清洁度高等优点。激光利用光纤传输引导，可清洗不易达到的部位，适用范围广泛，例如除锈、除漆、除泥污、晶片表面处理等。该技术已逐步应用于各领域。随着市场不断发展及应用的广泛性，越来越多的企业、工厂开始采用这种激光清洗技术来代替传统的清洗技术，这时就出现一个根本性问题需要解决，就是清洗工作的效率，现在的激光清洗系统中激光加工头中的激光经过激光反射镜后通过聚焦镜聚焦后作用在清洗样件表面，通常反射镜出来的光束经过聚焦后形成一个很小的光斑，这样在激光清洗时就在清洗工件上形成点斑面，由于点斑面的清洗范围很窄，而且点斑与点斑在清洗时衔接上会有微小缝隙，会使整体清洗效果不很理想，点斑面的清洗方式也会影响到整体的激光清洗效率。
发明内容
基于以上问题，本发明的主要目的在于提出一种激光清洗头，用于解决以上技术问题的至少之一。
为了实现上述目的，本发明提出一种激光清洗头，包括：
脉冲激光源，用于输出脉冲激光光束；
传能光纤，其一端与脉冲激光源连接，用于传输脉冲激光光束；
准直器，与传能光纤的另一端连接，用于准直脉冲激光光束；
反射镜，用于将准直后的脉冲激光光束反射至清洗样件的表面。
在本发明的一些实施例中，上述反射镜为可调谐聚焦光束反射镜；该反射镜还用于对脉冲激光光束进行聚焦，以使脉冲激光光束形成线形光束后反射至清洗样件的表面。
在本发明的一些实施例中，上述激光清洗头还包括与可调谐聚焦光束反射镜连接的频率调节装置，用于使可调谐聚焦光束反射镜与水平面的角度在36°～58°之间摆动，以使线形光束形成线形光束面。
在本发明的一些实施例中，上述激光清洗头还包括聚焦镜，用于对反射镜反射后的脉冲激光光束聚焦形成聚焦光束，该聚焦光束射入至清洗样件的表面。
在本发明的一些实施例中，上述脉冲激光源为纳秒脉冲激光源；优选地，其输出功率为600～1000W。
在本发明的一些实施例中，上述传能光纤的芯径为100～800μm。
在本发明的一些实施例中，上述清洗样件包括金属材料或非金属材料。
在本发明的一些实施例中，上述清洗样件包括锈金属板或漆板。
本发明提出的激光清洗头，具有以下有益效果：
1、本发明通过采用传能光纤和反射镜，使脉冲激光光束射入至清洗样件的表面，因此，激光清洗头的结构简单，操作便捷；
2、反射镜采用可调谐聚焦光束反射镜，在反射激光光束的同时能够对光束聚焦整形，使得射出的光束为高功率线形光束，从而射到清洗物件表面的光束为线光束，形成线斑面，因此清洗范围大，且避免了传统清洗方式中点斑衔接时存在的微小缝隙，提高了整体的清洗效果；
3、本发明的可调谐聚焦光束反射镜，与频率调节装置连接，从而可改变反射镜与水平面的角度，因此，通过频率调节装置调节角度，可使矩形光束形成矩形光束面，进一步增大清洗范围，提高激光清洗头的清洗效率。
附图说明
图1是本发明提出的激光清洗头的结构示意图及其清洗效果；
图2是本发明一实施例提出的采用可调谐聚焦光束反射镜的激光清洗头及其清洗效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提出一种激光清洗头10，包括：
脉冲激光源101，用于输出脉冲激光光束；
传能光纤102，其一端与脉冲激光源1连接，用于传输脉冲激光光束；
准直器103，与传能光纤102的另一端连接，用于准直脉冲激光光束；
反射镜104，用于将准直后的脉冲激光光束反射至清洗样件11的表面。
因此，本发明通过采用传能光纤102和反射镜104，使脉冲激光光束射入至清洗样件11的表面，因此，激光清洗头10的结构简单，操作便捷。
在本发明的一些实施例中，上述反射镜为可调谐聚焦光束反射镜；该反射镜还用于对脉冲激光光束进行聚焦，以使脉冲激光光束形成线形光束后反射至清洗样件的表面。
由于采用反射镜采用可调谐聚焦光束反射镜，在反射激光光束的同时能够对光束聚焦整形，使得射出的光束为高功率线形光束，从而射到清洗物件11表面的光束为线光束，形成线斑面，因此清洗范围大，且避免了传统清洗方式中点斑衔接时存在的微小缝隙，提高了整体的清洗效果。
在本发明的一些实施例中，上述激光清洗头10还包括与可调谐聚焦光束反射镜连接的频率调节装置106，用于使可调谐聚焦光束反射镜与水平面的角度在36°～58°之间摆动，以使线形光束形成线形光束面。
在本发明的一些实施例中，上述激光清洗头还包括聚焦镜105，用于对反射镜104反射后的脉冲激光光束聚焦形成聚焦光束，该聚焦光束射入至清洗样件11的表面。
在本发明的一些实施例中，上述脉冲激光源101为纳秒脉冲激光源；优选地，其输出功率为600～1000W。
在本发明的一些实施例中，上述传能光纤102的芯径为100～800μm，优选为400μm。
在本发明的一些实施例中，上述清洗样件11包括金属材料或非金属材料。
在本发明的一些实施例中，上述清洗样件11包括锈金属板或漆板。
在本发明的一些实施例中，提供一种高效激光清洗加工头，可解决上述问题，主要为把激光清洗头里面的激光反射镜替换成可调谐聚焦光束反射镜，首先，高功率脉冲激光器产生大功率脉冲激光光束经过传能光纤把所需要的大功率激光光束传输到激光准直器，通过准直器里面调节镜片把传能光纤输出过来的大功率激光光束整形成所需要的平行光束，经过整形的大功率激光光束照射到可调谐聚焦光束反射镜上，可调谐聚焦光束反射镜可以直接对大功率激光光束进行聚焦，形成一束高功率线形光束，可调谐聚焦光束反射镜在通过外部调节装置按照调节频率进行一定角度的摆动，使得高功率矩形光束形成一线形面幅，线形面幅光束直接照射到清洗样件表面完成清洗工作。这种方法可以提高清洗效率，同时有效避免清洗衔接时所遗留的清洗不到的地方，使激光清洗效果达到最佳，提高激光清洗质量。
以下通过具体实施例，对本发明提出的激光清洗头进行详细描述。
实施例
请参阅图2，本实施例提出一种高效率的激光清洗加工头20，包括；
高功率脉冲激光器201，用于输出脉冲大功率激光光束；光束输出功率为800W；
传能光纤202，用于把高功率脉冲激光器输出的大功率激光光束传输给可调谐聚焦光束反射镜204；光纤直径400μm；
激光准直器203；用于对传能光纤202传输输出的大功率激光光束紧进行光束整形，以形成矩形分布的光束；
可调谐聚焦光束反射镜204；用于对大功率光束进行聚焦，形成线形光束，同时用于反射大功率激光光束至激光清洗样件21表面，其连接至频率调节装置205，以与形成一定角度的摆动，该摆动角度在36°～58°之间。
其中激光清洗样件21为需要清洗的样件，如锈金属板、漆板等金属材料或非金属材料。
本实施例提出的激光清洗头20的工作原理为：首先高功率脉冲激光器201通过调制产生高功率脉冲激光光束，通过传能光纤202传输到准直器203进行光束整形，整形好的高功率激光光束照射到可调谐聚焦光束反射镜204上，进行大功率光束聚焦形成线形光束，通过连接的频率调节装置形成一定角度的摆动，形成一个摆动角度为36°～58°的幅面，照射在激光清洗样件21上进行大幅面激光清洗工作。相比较常用的清洗方式，采用可调谐聚焦光束反射镜，在反射激光光束的同时能够对光束聚焦整形，使得射出的光束为高功率线形光束，从而射到清洗物件表面的光束为线光束，形成线斑面，因此清洗范围大，且避免了传统清洗方式中点斑衔接时存在的微小缝隙，提高了整体的清洗效果；且由于可调谐聚焦光束反射镜，频率调节装置连接，从而可改变反射镜与水平面的角度，因此，通过频率调节装置调节角度，可使线形光束形成线形光束面，进一步增大清洗范围，提高激光清洗头的清洗效率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种激光清洗头，包括：
脉冲激光源，用于输出脉冲激光光束；
传能光纤，其一端与所述脉冲激光源连接，用于传输所述脉冲激光光束；
准直器，与所述传能光纤的另一端连接，用于准直所述脉冲激光光束；
反射镜，所述反射镜为可调谐聚焦光束反射镜；该反射镜还用于对所述脉冲激光光束进行聚焦，以使所述脉冲激光光束形成线形光束后反射至清洗样件的表面。
2.如权利要求1所述的激光清洗头，还包括与所述可调谐聚焦光束反射镜连接的频率调节装置，用于使所述可调谐聚焦光束反射镜与水平面的角度在36°～58°之间摆动，以使所述线形光束形成线形光束面。
3.如权利要求1所述的激光清洗头，还包括聚焦镜，用于对所述反射镜反射后的脉冲激光光束聚焦形成聚焦光束，所述聚焦光束射入至所述清洗样件的表面。
4.如权利要求1所述的激光清洗头，其中，所述脉冲激光源为纳秒脉冲激光源。
5.如权利要求4所述的激光清洗头，其中，所述脉冲激光源的输出功率为600～1000W。
6.如权利要求1所述的激光清洗头，其中，所述传能光纤的芯径为100～800μm。
7.如权利要求1所述的激光清洗头，其中，所述清洗样件包括金属材料或非金属材料。
8.如权利要求7所述的激光清洗头，其中，所述清洗样件包括锈金属板或漆板。
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