CN111580284A

CN111580284A - 一种光路调节装置及方法

Info

Publication number: CN111580284A
Application number: CN202010544273.8A
Authority: CN
Inventors: 李金泽; 陆昱成
Original assignee: Suzhou Keyun Laser Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Keyun Laser Technology Co Ltd
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2020-08-25

Abstract

本发明公开了一种光路调节装置及方法。所述光路调节装置中第一可调节镜片、第二可调节镜片以及扩束镜调节治具依次排列于激光光束的光路上；第一可调节镜片在第一平面内可调节，第二可调节镜片在第二平面内可调节，第一平面和第二平面互相垂直或者互相平行；扩束镜调节治具包括固定筒以及在固定筒延伸方向上分别位于固定筒两端的第一校准部和第二校准部，第一校准部包括第一校准中心，第二校准部包括第二校准中心，第一校准中心和第二校准中心的连线与固定筒的中心线重合；固定筒的结构与待固定扩束镜的镜筒结构相同；固定筒与其固定部件可拆卸连接。本发明实施例提供的技术方案，提升了装置的稳定性。

Description

一种光路调节装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及激光设备领域，尤其涉及一种光路调节装置及方法。

背景技术

扩束镜用于增大光束直径以调节聚焦光斑尺寸，在激光加工设备的使用过程中，若扩束镜的轴线与激光光束偏差过大，会造成经过扩束镜后的激光光束能量沿轴心分布不均匀，进而降低加工效率，为此，在投入使用前，通常需要进行扩束镜的准直调节。

现有技术中通常采用如下方式实现扩束镜的准直调节：采用调节架来调节扩束镜的位置，以使光束轴线与扩束镜保持较高的同轴度。上述方式实现扩束镜的准直调节后，采用调节架固定扩束镜，但由于调节架具有可调节性，其对扩束镜的固定性不强，因此扩束镜在使用过程中易发生位移，导致稳定性较差。

发明内容

本发明提供一种光路调节装置及方法,以提升装置的稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种光路调节装置，包括：

激光光源、第一可调节镜片、第二可调节镜片以及扩束镜调节治具；

其中，所述激光光源用于出射激光光束；

所述第一可调节镜片、所述第二可调节镜片以及所述扩束镜调节治具依次排列于所述激光光束的光路上；

所述第一可调节镜片在第一平面内可调节，所述第二可调节镜片在第二平面内可调节，所述第一平面和所述第二平面互相垂直或者互相平行；

所述扩束镜调节治具包括固定筒以及在所述固定筒延伸方向上分别位于所述固定筒两端的第一校准部和第二校准部，所述第一校准部包括第一校准中心，所述第二校准部包括第二校准中心，所述第一校准中心和所述第二校准中心的连线与所述固定筒的中心线重合；所述固定筒的结构与待固定扩束镜的镜筒结构相同；

所述固定筒与其固定部件可拆卸连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光路调节方法，包括以下步骤：

采用上述第一方面所述的光路调节装置，在第一平面内调节第一可调节镜片，在第二平面内调节第二可调节镜片，以对激光光源出射的激光光束的光路进行调节，使得激光光束穿过扩束镜调节治具中的第一校准中心和第二校准中心；

取下所述扩束镜调节治具；

将待固定扩束镜放置于扩束镜调节治具被取下前的位置；

采用固定部件固定所述待固定扩束镜。

本发明实施例提供的技术方案，通过采用第一可调节镜片和第二可调节镜片对激光光源出射的激光光束的光路进行调节,以使得激光光束能够穿过可拆卸固定的扩束镜调节治具中的第一校准中心和第二校准中心,其中,第一校准中心和第二校准中心的连线与扩束镜调节治具的固定筒的中心线重合,固定筒的结构与待固定扩束镜的镜筒结构相同,进而将待固定扩束镜固定至扩束镜调节治具所处位置后,激光光束能够穿过待固定扩束镜的轴线,实现扩束镜的准直调节,上述光路调节过程中,仅需对第一可调节镜片和第二可调节镜片分别进行二维调节,提升了装置的稳定性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例提供的一种光路调节装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种扩束镜调节治具的结构示意图；

图3是图2中扩束镜调节治具的一种部件结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种第一校准部的俯视结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种扩束镜安装方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种光路调节装置及方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明实施例提供了一种光路调节装置，包括：

其中，所述激光光源用于出射激光光束；

所述固定筒与其固定部件可拆卸连接。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他实施方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置器件结构的示意图并非按照一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度以及高度的三维空间尺寸。

图1是本发明实施例提供的一种光路调节装置的结构示意图。如图1所示，光路调节装置包括激光光源100、第一可调节镜片200、第二可调节镜片300以及扩束镜调节治具400。其中，激光光源100用于出射激光光束，第一可调节镜片200、第二可调节镜片300以及扩束镜调节治具400依次排列于激光光束的光路上，第一可调节镜片200在第一平面内可调节，第二可调节镜片300在第二平面内可调节，第一平面和第二平面互相垂直或者互相平行。

图2是本发明实施例提供的一种扩束镜调节治具的结构示意图。图3是图2中扩束镜调节治具的一种部件结构示意图。如图2和图3所示，扩束镜调节治具400包括固定筒410以及在固定筒延伸方向X上分别位于固定筒410两端的第一校准部421和第二校准部422，第一校准部421包括第一校准中心431，第二校准部422包括第二校准中心432，第一校准中心431和第二校准中心432的连线L与固定筒410的中心线K重合，固定筒410的结构与待固定扩束镜的镜筒结构相同，固定筒410与其固定部件可拆卸连接。

需要说明的是，激光光源100出射的激光光束的光路被第一可调节镜片200和第二可调节镜片300调节后入射至扩束镜调节治具400中，且第一可调节镜片200和第二可调节镜片300分别在两个互相垂直或者互相平行的平面中可调节，进而通过第一可调节镜片200和第二可调节镜片300实现了对激光光束光路的四维调节，能够达到与现有技术中四维调节架相同的光路调节效果，但由于第一可调节镜片200和第二可调节镜片300均分别被二维调节，相较于四维调节，二维调节的稳定性更高，进而有效提升了整体装置的稳定性。

示例性的，可分别采用二维调节架实现第一可调节镜片200和第二可调节镜片300的二维调节，二维调节架结构简单，第一可调节镜片200和第二可调节镜片300在二维调节架上的装配简单，且二维调节架可简单的通过旋钮实现位置调节，操作简便。可以理解的是，在本实施例的其他实施方式中，也可以采用其他部件实现第一可调节镜片200和第二可调节镜片300在对应平面内的二维调节，本实施例对此不作具体限定。

可选的，为便于安装，可设置激光光源100、第一可调节镜片200的调节部件、第二可调节镜片300的调节部件和扩束镜调节治具400均安装于同一基板上，且第一可调节镜片200和第二可调节镜片300的初始位置均垂直于该基板。示例性的，第一可调节镜片200的调节部件和第二可调节镜片300的调节部件均为二维调节架时，分别将两个二维调节架安装于上述基板上。

示例性的，固定部件可以包括第一半月板和第二半月板，第一半月板和第二半月板夹持固定固定筒410，第一半月板和第二半月板安装于上述基板上，通过控制部件能够实现第一半月板和第二半月板的合拢和分离，进而实现对放置于第一半月板和第二半月板之间的部件的夹持和拆卸。此处仅以双半月板为例具体说明固定部件的结构而非对固定部件结构的限定，在本实施例的其他实施方式中，也可以采用其他结构的固定部件实现固定筒410的可拆卸连接。

本实施例中设置固定筒410与其固定部件可拆卸连接使得在基于扩束镜调节治具400确定光路上，能够方便的取下扩束镜调节治具400，将待固定扩束镜安装于扩束镜调节治具400的原位置处。

可以理解的是，由于扩束镜调节治具400的固定筒410结构与待固定扩束镜的镜筒结构相同的结构相同，且第一校准中心431和第二校准中心432的连线L与固定筒410的中心线K重合，当被固定于同一位置处时，固定筒410的中心线K与待固定扩束镜的轴线重合，因此，在通过调节第一可调节镜片200和第二可调节镜片300使得激光光束沿固定筒410的中心线K传输后，取下扩束镜调节治具400，将待固定扩束镜固定于扩束镜调节治具400被取下前的位置时，激光光束能够穿过扩束镜的轴线，进而实现了扩束镜的准直调节。

本实施例提供的技术方案，通过采用第一可调节镜片和第二可调节镜片对激光光源出射的激光光束的光路进行调节,以使得激光光束能够穿过可拆卸固定的扩束镜调节治具中的第一校准中心和第二校准中心,其中,第一校准中心和第二校准中心的连线与扩束镜调节治具的固定筒的中心线重合,固定筒的结构与待固定扩束镜的镜筒结构相同,进而将待固定扩束镜固定至扩束镜调节治具所处位置后,激光光束能够穿过待固定扩束镜的轴线,实现扩束镜的准直调节,上述光路调节过程中,仅需对第一可调节镜片和第二可调节镜片分别进行二维调节,提升了装置的稳定性。

可选的，如图3所示，第一校准部421和第二校准部422均与固定筒可拆卸连接。

需要说明的是，这样的设置方式能够使得第一校准部421、第二校准部422或固定筒410中任一部件损坏时，仅更换损坏的部件即可，无需更替更换扩束镜整体，有利于节省部件更换成本。

可以理解的是，可拆卸连接的方式包括多种，本实施例对可拆卸连接的具体方式不做限定，设计人员能够根据应用需求合理设置可拆卸连接方式。

示例性的，继续参见图2和图3，第一校准部421包括第一校准面442和第一连接结构441，第一连接结构441围绕第一校准面442设置，第二校准部422包括第二校准面451和第二连接结构452，第二连接结构452围绕第二校准面451设置，第一连接结构441和第二连接结构452的外壁直径等于固定筒410对应端部的内侧壁直径。

需要说明的是，第一连接结构441和第二连接结构452的外壁直径等于固定筒410对应端部的内侧壁直径的设置使得第一连接结构441和第二连接结构452与固定筒410可以实现嵌合连接，且连接牢固性较好。

插拔式的可拆卸连接方式结构简单且连接操作易于实现，方便省时。

进一步的，第一连接结构441远离第一校准面442的一侧设置有第一连接螺纹，第二连接结构452远离第二校准面451的一侧设置有第二连接螺纹，固定筒410两个端部的内侧分别设置有与第一连接螺纹和第二连接螺纹匹配的第三连接螺纹和第四连接螺纹。

需要说明的是，螺纹连接便于操作，能够进一步提升第一校准部421和第二校准部422与固定筒410的连接牢固性。

可选的，图4是本发明实施例提供的一种第一校准部的俯视结构示意图。如图4所示，第一校准面442包括多个第一限定条460，第一限定条460的两端与第一连接结构441相连，多个第一限定条460相交限定出第一校准中心431。

示例性的，第二校准部422的结构可以与第一校准部421的结构相似。具体的，第二校准面451包括多个第二限定条，第二限定条的两端与第二连接结构相连，多个第二限定条相交限定出第二校准中心431。

可以理解的是，第一限定条460的数量和第二限定条的数量可以相同也可以不同本实施例对此不作具体限定，此处仅以第一限定条460和第二限定条的数量相同为例进行说明而非限定。

在本实施例中，第一校准面442为圆形，第一校准中心431为该圆形的圆心，各第一限定条460沿圆形的直径延伸，可以理解的是，任一圆形多个直径的交点即为该圆形的圆心。基于上述原理，设置采用多个第一限定条460相交确定第一校准中心431。第二校准中心432的确定原理与上述第一校准中心431的确定原理相同，此处不再赘述。

示例性的，继续参见图4，多个第一限定条460包括两个第一限定条460，两个第一限定条460垂直设置。可选的，第二限定条的设置方式可以与第一限定条460的设置方式相同，即多个第二限定条包括两个第二限定条，两个第二限定条垂直设置。

需要说明的是，同一校准面上限定条的数量越多，对应的校准部的制备难度越大，而可交叉限定出校准中心的限定条的最少数量为2，因此，本实施例设置各校准面上均设置两个限定条，以在保证能够通过限定条交叉确定对应的校准中心的基础上，减小校准部的制备难度。

可选的，固定筒410和待固定扩束镜的镜筒的材料相同。

需要说明的是，不同材料受环境因素影响的程度不同，当固定筒410和待固定扩束镜的镜筒采用不同材料形成时，固定于同一位置处的固定筒410的固定筒的中心线与待固定扩束镜的轴线会存在较大的偏差，进而基于扩束镜调节治具400调节后的光路无法穿过待固定扩束镜的轴线，导致扩束镜的准直调节不准，影响后续光束的应用精度。为避免上述问题出现，本实施例较佳的设置固定筒410和待固定扩束镜的镜筒材料相同。

图5是本发明实施例提供的一种扩束镜安装方法的流程示意图。如图5所示，扩束镜安装方法具体包括如下：

步骤1、采用本发明任意实施例提供的光路调节装置，在第一平面内调节第一可调节镜片，在第二平面内调节第二可调节镜片，以对激光光源出射的激光光束的光路进行调节，使得激光光束穿过扩束镜调节治具中的第一校准中心和第二校准中心。

步骤2、取下扩束镜调节治具。

步骤3、将待固定扩束镜放置于扩束镜调节治具被取下前的位置。

步骤4、采用固定部件固定待固定扩束镜。

本实施例提供的技术方案，通过采用本发明任意实施例提供的光路调节装置，在第一平面内调节第一可调节镜片，在第二平面内调节第二可调节镜片，以对激光光源出射的激光光束的光路进行调节，使得激光光束穿过扩束镜调节治具中的第一校准中心和第二校准中心，取下扩束镜调节治具，将待固定扩束镜放置于扩束镜调节治具被取下前的位置，采用固定部件固定待固定扩束镜，使得将待固定扩束镜固定至扩束镜调节治具所处位置后,激光光束能够穿过待固定扩束镜的轴线,实现扩束镜的准直调节,上述光路调节过程中,仅需对第一可调节镜片和第二可调节镜片分别进行二维调节,提升了装置的稳定性。

可选的，在第一平面内调节第一可调节镜片，在第二平面内调节第二可调节镜片的方式可以为：通过对应二维调节架调节第一可调节镜片和第二可调节镜片分别在第一平面和第二平面内转动，以改变激光束的路径，使得激光光束穿过第一校准中心和第二校准中心。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种光路调节装置，其特征在于，包括：

其中，所述激光光源用于出射激光光束；

所述扩束镜调节治具包括固定筒以及在所述固定筒延伸方向上分别位于所述固定筒两端的第一校准部和第二校准部，所述第一校准部包括第一校准中心，所述第二校准部包括第二校准中心，所述第一校准中心和所述第二校准中心的连线与所述固定筒的中心线重合；所述固定筒的结构与待固定扩束镜的镜筒结构相同；所述固定筒与其固定部件可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述第一校准部和所述第二校准部均与所述固定筒可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的光路调节装置，其特征在于，所述第一校准部包括第一校准面和第一连接结构，所述第一连接结构围绕所述第一校准面设置；

所述第二校准部包括第二校准面和第二连接结构，所述第二连接结构围绕所述第二校准面设置；

所述第一连接结构和第二连接结构的外壁直径等于所述固定筒对应端部的内侧壁直径。

4.根据权利要求3所述的光路调节装置，其特征在于，所述第一连接结构远离所述第一校准面的一侧设置有第一连接螺纹；

所述第二连接结构远离所述第二校准面的一侧设置有第二连接螺纹；

所述固定筒两个端部的内侧分别设置有与所述第一连接螺纹和所述第二连接螺纹匹配的第三连接螺纹和第四连接螺纹。

5.根据权利要求3或4所述的光路调节装置，其特征在于，所述第一校准面包括多个第一限定条，所述第一限定条的两端与所述第一连接结构相连；多个所述第一限定条相交限定出所述第一校准中心；

所述第二校准面包括多个第二限定条，所述第二限定条的两端与所述第二连接结构相连；多个所述第二限定条相交限定出所述第二校准中心。

6.根据权利要求5所述的光路调节装置，其特征在于，所述多个第一限定条包括两个第一限定条，两个所述第一限定条垂直设置；

所述多个第二限定条包括两个第二限定条，两个所述第二限定条垂直设置。

7.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述固定部件包括第一半月板和第二半月板，所述第一半月板和所述第二半月板夹持固定所述固定筒。

8.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述固定筒和所述待固定扩束镜的镜筒的材料相同。

9.一种光路调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用权利要求1-8任一项所述的光路调节装置，在第一平面内调节第一可调节镜片，在第二平面内调节第二可调节镜片，以对激光光源出射的激光光束的光路进行调节，使得激光光束穿过扩束镜调节治具中的第一校准中心和第二校准中心；

取下所述扩束镜调节治具；

将待固定扩束镜放置于扩束镜调节治具被取下前的位置；

采用固定部件固定所述待固定扩束镜。

10.根据权利要求9所述的光路调节方法，其特征在于，所述在第一平面内调节第一可调节镜片，在第二平面内调节第二可调节镜片的方式为：

通过对应二维调节架调节所述第一可调节镜片和所述第二可调节镜片分别在所述第一平面和所述第二平面内转动，以改变所述激光束的路径，使得所述激光光束穿过所述第一校准中心和所述第二校准中心。