CN109433743A - 激光清洗设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光清洗设备及方法，涉及激光清洗技术领域，包括：激光器发出的激光光束经传能光纤传输后，由准直镜准直为平行激光束，平行激光束经半透半反镜分为功率相同的平行、垂直两束激光，其中沿平行方向传输的激光经第一光路单元传输后输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光经第二光路单元传输后输出线光斑。本发明通过采用激光分束的方法，采用两套相同的光路单元，使激光同时产生两束形貌相同的线光斑，保证两束线光斑具有相同的清洗效果，在共同的作用下大大提升清洗效率。

Description

激光清洗设备及方法

技术领域

本发明涉及激光清洗技术领域，尤其是涉及激光清洗设备及方法。

背景技术

激光清洗作为一种绿色环保型清洗方法，被誉为“21世纪最具潜力清洗技术”。与传统清洗方法相比，具有清洗效果好、控制精度高、应用范围广及环境友好性等优点。近年来，该技术在工业清洗领域发展迅速，但由于激光器及输出装置关键器件的限制，清洗效率成为制约激光清洗在工业清洗领域应用的重要制约因素之一，距离大规模工业应用尚有若干需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供激光清洗设备及方法，通过采用激光分束的方法，采用两套振镜及场镜，使激光同时产生两束线光斑，进而大大提升清洗效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光清洗设备，其中，包括：激光器和沿激光传播方向设置的传能光纤、准直镜、半透半反镜以及第一光路单元、第二光路单元；

所述激光器发出的激光光束经所述传能光纤传输后，由所述准直镜准直为平行激光束，所述平行激光束经所述半透半反镜分为功率相同的平行、垂直两束激光，其中沿平行方向传输的激光经所述第一光路单元传输后输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光经所述第二光路单元传输后输出线光斑。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述半透半反镜与所述平行激光束的传入方向呈45度角设置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一光路单元包括：第一全反镜、第一振镜和第一场镜；

沿平行方向传输的激光经所述第一全反镜反射后，由所述第一振镜将激光点光斑转换为线光斑后输出，所述第一场镜将所述线光斑聚焦后输出。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第一全反镜与沿平行方向传输的激光呈45度角设置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第二光路单元包括第二全反镜、第三全反镜、第二振镜和第二场镜；

沿垂直方向传输的激光经所述第二全反镜、第三全反镜反射后，由所述第二振镜将激光点光斑转换为线光斑后输出，所述第二场镜将所述线光斑聚焦后输出。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第二全反镜与沿垂直方向传输的激光呈45度角设置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第一全反镜、所述第一振镜、所述第三全反镜和所述第二振镜位于同一垂直线上，所述第一场镜和所述第二场镜位于同一垂直线上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，两束所述线光斑的最大长度均为10cm。

第二方面，本发明实施例还提供一种激光清洗方法，其中，包括：

激光器发射出激光，并由传能光纤传输至准直镜；

所述准直镜将所述激光进行准直后，向半透半反镜传输平行激光束；

所述半透半反镜将所述平行激光书分为功率相同的平行、垂直两束激光；

沿平行方向传输的激光进入第一光路单元传输，并输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光进入第二光路单元传输，并输出线光斑。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，两束所述线光斑的最大长度均为10cm。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的一种激光清洗设备及方法，包括：激光器发出的激光光束经传能光纤传输后，由准直镜准直为平行激光束，平行激光束经半透半反镜分为功率相同的平行、垂直两束激光，其中沿平行方向传输的激光经第一光路单元传输后输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光经第二光路单元传输后输出线光斑。本发明通过采用激光分束的方法，采用两套光路单元，其中，两套光路单元具有相同的振镜和场镜，使激光经过转换、聚焦后同时产生两束形貌相同的线光斑，保证两束线光斑具有相同的清洗效果，在共同的作用下大大提升清洗效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的激光清洗设备的示意图；

图2为本发明实施例一提供的激光清洗设备的简化示意图；

图3为本发明实施例二提供的激光清洗方法流程图。

图标：

1-激光器；2-传能光纤；3-激光光束；4-准直镜；5-半透半反镜；6-第一全反镜；7-第一振镜；8-第一场镜；9-第一激光焦点；10-第二全反镜；11-第三全反镜；12-第二振镜；13-第二场镜；14-第二激光焦点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

激光清洗作为一种绿色环保型清洗方法，被誉为“21世纪最具潜力清洗技术”。与传统清洗方法相比，具有清洗效果好、控制精度高、应用范围广及环境友好性等优点。近年来，该技术在工业清洗领域发展迅速，但由于激光器及输出装置关键器件的限制，清洗效率成为制约激光清洗在工业清洗领域应用的重要制约因素之一，距离大规模工业应用尚有若干需要解决的问题。

基于此，本发明实施例提供的一种激光清洗设备及方法，可以通过采用激光分束的方法，采用两套振镜及场镜，使激光同时产生两束线光斑，进而大大提升清洗效率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种激光清洗设备进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的激光清洗设备的示意图。

参照图1，一种激光清洗设备包括：激光器1和沿激光传播方向设置的传能光纤2、准直镜4、半透半反镜5以及第一光路单元、第二光路单元。其中，第一光路单元为：第一全反镜6、第一振镜7和方形的第一场镜8；第二光路单元为第二全反镜10、第三全反镜11、第二振镜12和方形的第二场镜13。

参照图2，半透半反镜5与平行激光束的传入方向呈45度角设置。

第一光路单元中，第一全反镜6相对于半透半反镜5水平设置且与沿平行方向传输的激光呈45°角；第一振镜7相对于第一全反镜6垂直设置且与激光的传入方向呈45°角；第一场镜8相对于第一振镜7水平设置。

第二光路单元中，第二全反镜10相对于半透半反镜5垂直设置且与沿垂直方向传输的激光呈45°角；第三全反镜11相对于第二全反镜10水平设置与激光的传入方向呈45°角；第二振镜12相对于第三全反镜11垂直设置且与激光的传入方向呈45°角；第二场镜13相对于第二振镜12水平设置。

第一光路与第二光路中，第一全反镜6与第三全反镜11、第一振镜7与第二振镜12、第一场镜8与第二场镜13具有位置一一对应的关系，第一全反镜6、第一振镜7、第三全反镜11和第二振镜12位于同一垂直线上，第一场镜8和第二场镜13位于同一垂直线上。

进一步的，激光清洗设备的工作过程如下。激光器1发出的激光光束3经传能光纤2传输后，由准直镜4将发散的激光光束3整形、准直为平行激光束，平行激光束经半透半反镜5分为功率相同的平行、垂直两束激光，其中沿平行方向传输的激光经第一光路单元传输后输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光经第二光路单元传输后输出线光斑。

具体的，沿平行方向传输的激光在第一光路单元中的传输过程为：沿平行方向传输的激光经45°的第一全反镜6反射后，由第一振镜7将激光点光斑转换为线光斑后输出，第一场镜8将线光斑聚焦后输出，并呈现为第一激光焦点9。

沿垂直方向传输的激光在第二光路单元中的传输过程为：沿垂直方向传输的激光经45°的第二全反镜10、第三全反镜11反射后，由第二振镜12将激光点光斑转换为线光斑后输出，第二场镜13将线光斑聚焦后输出，并呈现为第二激光焦点14。

上述的两束线光斑的最大长度均为10cm。

实施例二：

图3为本发明实施例二提供的激光清洗方法流程图。

本发明实施例提供了一种应用于上述发明实施例所提供的激光清洗设备的激光清洗方法。参照图3，该激光清洗方法包括：

步骤S110，激光器发射出激光，并由传能光纤传输至准直镜；

步骤S120，准直镜将激光进行准直后，向半透半反镜传输平行激光束；

步骤S130，半透半反镜将平行激光书分为功率相同的平行、垂直两束激光；

步骤S140，沿平行方向传输的激光进入第一光路单元传输，并输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光进入第二光路单元传输，并输出线光斑。

这里，两束线光斑的最大长度均为10cm。

本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述设备实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述设备实施例中相应内容。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的一种激光清洗设备及方法，包括：激光器发出的激光光束经传能光纤传输后，由准直镜准直为平行激光束，平行激光束经半透半反镜分为功率相同的平行、垂直两束激光，其中沿平行方向传输的激光经第一光路单元传输后输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光经第二光路单元传输后输出线光斑。本发明通过采用激光分束的方法，采用两套光路单元，其中，两套光路单元具有相同的振镜和场镜，使激光经过转换、聚焦后同时产生两束形貌相同的线光斑，保证两束线光斑具有相同的清洗效果，在共同的作用下大大提升清洗效率。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光清洗设备，其特征在于，包括：激光器和沿激光传播方向设置的传能光纤、准直镜、半透半反镜以及第一光路单元、第二光路单元；

所述激光器发出的激光光束经所述传能光纤传输后，由所述准直镜准直为平行激光束，所述平行激光束经所述半透半反镜分为功率相同的平行、垂直两束激光，其中沿平行方向传输的激光经所述第一光路单元传输后输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光经所述第二光路单元传输后输出线光斑。

2.根据权利要求1所述的激光清洗设备，其特征在于，所述半透半反镜与所述平行激光束的传入方向呈45度角设置。

3.根据权利要求1所述的激光清洗设备，其特征在于，所述第一光路单元包括：第一全反镜、第一振镜和第一场镜；

沿平行方向传输的激光经所述第一全反镜反射后，由所述第一振镜将激光点光斑转换为线光斑后输出，所述第一场镜将所述线光斑聚焦后输出。

4.根据权利要求3所述的激光清洗设备，其特征在于，所述第一全反镜与沿平行方向传输的激光呈45度角设置。

5.根据权利要求3所述的激光清洗设备，其特征在于，所述第二光路单元包括第二全反镜、第三全反镜、第二振镜和第二场镜；

沿垂直方向传输的激光经所述第二全反镜、第三全反镜反射后，由所述第二振镜将激光点光斑转换为线光斑后输出，所述第二场镜将所述线光斑聚焦后输出。

6.根据权利要求5所述的激光清洗设备，其特征在于，所述第二全反镜与沿垂直方向传输的激光呈45度角设置。

7.根据权利要求5所述的激光清洗设备，其特征在于，所述第一全反镜、所述第一振镜、所述第三全反镜和所述第二振镜位于同一垂直线上，所述第一场镜和所述第二场镜位于同一垂直线上。

8.根据权利要求1所述的激光清洗设备，其特征在于，两束所述线光斑的最大长度均为10cm。

9.一种激光清洗方法，其特征在于，包括：

激光器发射出激光，并由传能光纤传输至准直镜；

所述准直镜将所述激光进行准直后，向半透半反镜传输平行激光束；

所述半透半反镜将所述平行激光书分为功率相同的平行、垂直两束激光；

沿平行方向传输的激光进入第一光路单元传输，并输出线光斑，同时，沿垂直方向传输的激光进入第二光路单元传输，并输出线光斑。

10.根据权利要求9所述的激光清洗方法，其特征在于，两束所述线光斑的最大长度均为10cm。