CN203069883U - 多束激光集合装置 - Google Patents

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孙尚勇
崔海峰
王清文
王大威
王小亮
周芳
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Abstract

本实用新型涉及一种多束激光集合装置，属于光学设备领域。包括一只以上CO2中小功率的封离型激光器，各只激光器位置平行或平行与交叉排列，各激光器朝同一方向排列，由其中一只激光器作为主光路，其它各只激光器光路通过反射镜进行一到二次反射，使之与主光路附近的某一特定点按预定角度汇聚或将其它各光路反射到主光路附近，再由较大口径的透镜或透镜组JZ处理成光束更小的平行或汇聚激光输出。优点在于：结构新颖、制作简单、成本低廉，提供较大功率输出的激光器组以适应激光加工需求。实用性强。

Description

多束激光集合装置
技术领域
本实用新型涉及光学设备领域，特别涉及一种多束激光集合装置。 
背景技术
目前，中小功率CO2封离型激光器具有制作简单、维护方便、成本较低的特点，而输出功率只有百瓦量级，因此输出功率往往不能满足较大功率的工业加工需求。 
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种多束激光集合装置，解决了现有技术存在的上述问题。本实用新型应用于激光切割、雕刻打标、焊接设备上，解决了中小功率激光器功率不足，以获得较大中功率的激光加工领域。 
本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现： 
多束激光集合装置，包括一只以上CO2中小功率的封离型激光器，各只激光器位置平行或平行与交叉，各激光器朝同一方向排列，由其中一只激光器作为主光路，其它各只激光器光路通过反射镜进行一到二次反射，使之与主光路附近的某一特定点按预定角度汇聚或将其它各光路反射到主光路附近，再由较大口径的透镜或透镜组JZ处理成光束更小的平行或汇聚激光输出，以适应于要求较大功率激光器的装置。
所述的各反射镜、透镜或透镜组分别通过五轴调节机构安装在激光集束座7上，所述五轴调节机构是空间坐标x-y-z和两个相互垂直方向旋转的可调的机械安装机构。 
所述的各激光器通过激光管固定环6安装在激光集束座7上。 
所述的各激光器的输出光束的集束是由反射镜实现的。 
所述的各激光器的输出光的反射镜的角度是可调的。 
本实用新型利用反射镜、汇聚镜，使由各只独立激光器发出的激光通过适当调节反射镜和汇聚镜的位置、角度，使得各自发出的激光以一定的角度、平行度、满足光束范围，各自光束相对位置经过用于集束或汇聚光路的透镜或透镜组JZ进一步缩束、聚焦，对于重合程度的不同要求，集束镜组JZ可以是一只或多只。多只激光的集束是利用反射镜完成的。反射镜的反射方向是可调的。反射镜的空间坐标是可调的。多只激光器发出的激光集束后可以进一步经过集束镜实现缩束。多只激光器发出的激光集束后可以进一步经过集束镜实现聚焦。封离型激光器集束结构是由两只或两只以上激光器构成。 
本实用新型的有益效果在于：结构新颖、制作简单、成本低廉，提供较大功率输出的激光器组以适应激光加工需求。实用性强。 
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。 
图1为本实用新型采用平行放置两只激光器实现集束的结构示意图； 
图2为本实用新型的实现三只激光器的集束的结构示意图；
图3为本实用新型的实现五只或更多只激光器的集束的结构示意图；
图4为图1中的一只激光器发出的激光经两次反射以一定的角度进入集束透镜的示意图；
图5为图2中的两只激光器发出的激光经两次反射以一定的角度进入集束透镜的示意图；
图6为图3中的五只或更多只激光器发出的激光经两次反射以一定的角度进入集束透镜的示意图；
图7为图1中的一只激光器发出的激光经一次反射以一定的角度进入集束透镜的示意图；
图8为图2中的两只激光器发出的激光经一次反射以一定的角度进入集束透镜的示意图；
图9为图3中的五只或更多只激光器发出的激光经一次反射以一定的角度进入集束透镜的示意图；
图10为本实用新型采用两只激光器的安装简图。
具体实施方式  
下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。
参见图1所示，本实用新型的多束激光集合装置，包括平行安放的两只激光器Ⅰ、Ⅱ1、2、五轴可调反射镜BM1、BM2（机械加工精度较好时可降低调节轴数为4轴、3轴、2轴、1轴甚至固定）、由激光器Ⅰ、Ⅱ1、2发出的光束a、b、由一只或多只镜片组成光学镜组所组成的用于集束或汇聚光路的透镜或透镜组JZ。由激光器Ⅰ1发出的激光a直接进入透镜或透镜组JZ；由激光器Ⅱ2发出的激光b经由五轴可调反射镜BM1、BM2调节，使激光b与激光a满足一定平行度或一定角度、距离后进入透镜或透镜组JZ进一步进行缩束、聚焦等，使输出光aa成为具有一定焦深或是平行光的最后输出光，实现两只激光器的集束。 
参见图2所示，其是在图1的基础上，在激光器Ⅱ2的另一侧增加激光器Ⅲ3和五轴可调反射镜CM1、CM2，调节五轴可调反射镜CM1、CM2使光束c也满足与光束a的关系，实现三只激光器的集束。 
图3是在图2中激光器Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ2、1、3连线的方向旋转一个角度（60度或90度也可任意合适角度）的方向增加激光器Ⅳ4或增加到激光器Ⅴ5和五轴可调反射镜DM1、DM2和EM1、EM2等，用同样方法调节五轴可调反射镜DM1、DM2和EM1、EM2，使光束d、e满足与光束a的相对方向要求，以实现四只、五只或更多只激光器的集束。 
图4的组合与图1相似，激光器Ⅰ1发出的光束a直接进入集束的透镜或透镜组JZ，而激光器Ⅱ2发出的光束b经过适当调节五轴可调反射镜BM1、BM2后，以一定的角度进入集束的透镜或透镜组JZ。 
图5是在图4的组合基础上，在激光器Ⅰ1的另一侧增加激光器Ⅲ3和五轴可调反射镜CM1、CM2，适当调节五轴可调反射镜CM1、CM2使得激光器Ⅲ3发出的光束c以特定角度入射到透镜或透镜组JZ，集束后为输出光aa。 
图6是在图5的基础上在激光器Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ2、1、3的连线方向旋转一个角度后在激光器两侧再增加一只、两只或者更多只激光器后，分别调节反射镜DM1、DM2、EM1、EM2等实现激光器Ⅳ、Ⅴ4、5发出的光束d、e，以特定角度进入集束的透镜或透镜组JZ，后以输出光aa输出。 
图7的组合是在图1组合的基础上取消反射镜BM2，调节五轴可调反射镜BM1使得激光器Ⅱ2发出的光束b以特定角度入射到透镜或透镜组JZ。 
图8的组合是在图2组合的基础上取消反射镜BM2、CM2，调节五轴可调反射镜BM1、CM1使得激光器Ⅱ、Ⅲ2、3发出的光束b、c以特定角度入射到集束的透镜或透镜组JZ中，以输出光aa输出。 
图9的组合是在图8组合的基础上，在激光器Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ2、1、3连线方向旋转一个角度后，在连线的一侧或两侧再增加一只以上激光器，调节五轴可调反射镜DM1、EM1使得激光器Ⅳ、Ⅴ4、5…发出的光束d、e….以特定角度入射到集束的透镜或透镜组JZ后，以输出光aa输出。 
图10是两只激光器典型安装实施例简略图，所有部件可以安装在长1.8米、宽0.25米、厚0.18米的激光集束座7上。其安装方法是：一、两只激光管Ⅰ、Ⅱ1、2分别通过两只激光管固定环6平行固定在激光集束座7上，激光管中心高0.1米。二、将反射镜BM1、BM2和透镜或透镜组JZ分别用可调透镜光具座固定在激光集束座7上。 
其中A为两只激光管中心距离，可为0.15米；激光管尾端距激光集束座7尾端0.05米。B为激光管长，可为1.3米。C为反射镜BM1与激光管的距离，可为0.1米；全反射镜BM1直径30毫米，镜座中心固定在距激光管Ⅱ2的输出镜处。D为两反射镜间距离，可为0.1米；全反射镜BM2直径30毫米，镜座中心固定BM1右侧与激光管Ⅱ2轴向90度。E为透镜或透镜组与激光管间的距离，可为0.2米；汇聚透镜直径30毫米，镜座中心固定在与激光管Ⅰ1正前方。所有透镜、反射镜、激光器中心高都是0.1米，且透镜座和汇聚镜座的角度都是可调的。 
以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种多束激光集合装置，其特征在于：包括一只以上CO2中小功率的封离型激光器，各只激光器位置平行或平行与交叉排列，各激光器朝同一方向排列，由其中一只激光器作为主光路，其它各只激光器光路通过反射镜进行一到二次反射，使之与主光路附近的某一特定点按预定角度汇聚或将其它各光路反射到主光路附近，再由较大口径的透镜或透镜组（JZ）处理成光束更小的平行或汇聚激光输出。
2.根据权利要求1所述的多束激光集合装置，其特征在于：所述的反射镜、透镜或透镜组分别通过五轴调节机构安装在激光集束座（7）上。
3.根据权利要求1所述的多束激光集合装置，其特征在于：所述的各激光器分别通过激光管固定环（6）安装在激光集束座（7）上。
4.根据权利要求1所述的多束激光集合装置，其特征在于：所述的各激光器的输出光束的集束是由反射镜实现的。
5.根据权利要求1所述的多束激光集合装置，其特征在于：所述的各激光器的输出光的反射镜的角度是可调的。
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