CN210051969U - 一种扩束镜装置及激光设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种扩束镜装置及激光设备，其中，扩束镜装置包括扩束镜，第一反射镜和第二反射镜，入射光依次经所述第一反射镜的反射和所述第二反射镜的反射，然后进入所述扩束镜；所述第一反射镜在第一平面上为可调节的，用于调节经所述第一反射镜反射产生的第一反射光的出射方向；所述第二反射镜在第二平面上为可调节的，用于调节经所述第二反射镜反射产生的第二反射光的出射方向；所述第一平面与所述第二平面相互垂直。本方案通过第一反射镜和第二反射镜分别在两个维度对激光的出射方向进行调整，从而实现对激光进行4个维度的调整，使激光的光轴与扩束镜能够保持同轴。本方案中，扩束镜固定安装，无调节量，结构紧凑。
Description
技术领域
本实用新型属于激光设备领域，尤其涉及一种扩束镜装置及激光设备。
背景技术
激光加工设备，通常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、调节聚焦光斑尺寸的作用，如果各器件的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，降低加工效率。
现有的扩束镜的准直调节方式，主要是通过增加一个四维调节装置来调节扩束镜的位置，使光束轴线与扩束镜保持较高的同轴度，扩束镜的位置是可调节的。
但是随着激光加工设备的日益小型化，激光加工设备中，扩束镜处没有足够的空间安放扩束镜四维调节装置，此外，由于与扩束镜上存在可调节部件，稳定性较差。因此，现有技术还有待改进。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种扩束镜装置及激光设备，旨在解决现有的小型激光加工设备没有足够的空间来设置四维调节装置以及稳定性差的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，一种扩束镜装置，包括扩束镜、第一反射镜和第二反射镜，入射光依次经所述第一反射镜的反射和所述第二反射镜的反射，然后进入所述扩束镜；
所述第一反射镜在第一平面上为可调节的，用于调节经所述第一反射镜反射产生的第一反射光的出射方向；
所述第二反射镜在第二平面上为可调节的，用于调节经所述第二反射镜反射产生的第二反射光的出射方向；
所述第一平面与所述第二平面相互垂直。
进一步的，还包括位于所述第二反射镜和所述扩束镜之间的准直器，用于辅助调节和判断所述扩束镜与所述第二反射光的同轴度。
进一步的，所述准直器包括镜筒，所述镜筒具有沿轴向贯穿的通光孔，所述镜筒的第一端与所述扩束镜连接，所述镜筒的第二端用于接收所述第二反射光。
进一步的，所述镜筒的第一端设置有阶梯孔，所述阶梯孔包括设置在外侧的大孔和设置在内侧的小孔，所述大孔用于连接所述扩束镜，所述小孔为渐扩型，宽端靠近所述大孔的一侧。
进一步的，所述镜筒的第二端安装有光阑，用于精密调节所述扩束镜与所述第二反射光的同轴度。
进一步的，所述光阑包括一渐缩型通孔，所述渐缩型通孔的宽端朝向入射侧。
进一步的，所述镜筒的圆柱面上设置有沿垂直于轴向方向贯通的通槽。
进一步的，还包括振镜和光斑分析仪，所述振镜包括与所述扩束镜连接的入光口，以及用于光的出射的出光口，所述光斑分析仪正对所述振镜的出光口。
一种激光设备，包括如上所述的扩束镜装置。
本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型提供的扩束镜装置包括第一反射镜和第二反射镜，通过第一反射镜和第二反射镜分别在两个维度对激光的出射方向进行调整，从而实现对激光进行4个维度(上、下、左、右)的调整，使激光的光轴与扩束镜能够保持同轴。本技术方案中，扩束镜固定安装，无调节量，结构紧凑、稳定，尤其适用于小型激光加工设备。
附图说明
图1是本实用新型的一种扩束镜装置的较佳实施例爆炸图。
图2是本实用新型的准直器的一种实施例结构图。
图3是图2沿轴线的剖视图。
图4是本实用新型的光阑的截面图。
在附图中，各附图标记表示：
1、第一反射镜；2、第二反射镜；3、扩束镜；31、扩束镜适配板；4、准直器；41、镜筒；41a、第一端；41b、第二端；42、通光孔；421、大孔；422、小孔；43、通槽；5、光阑；51、减缩型通孔；6、振镜；61、入光口；62、出光口；63、振镜安装板；7光斑分析仪。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供了一种扩束镜装置的较佳实施例如图1所示，包括第一反射镜1、第二反射镜2和扩束镜3，按照激光传输路径，入射光L0照射至第一反射镜1并产生第一反射光L1，第一反射光L1照射至第二反射镜2并产生第二反射光L2，然后进入扩束镜3；第一反射镜1在第一平面(图中YOZ平面)上为可调节的，例如通过图中旋钮来控制反射镜的反射角度，调节方向如箭头所示，用于调节第一反射光L1的出射方向，即对第一反射光L1的上下出射方向进行调整；第二反射镜2在第二平面(图中XOY平面)上为可调节的，调节方向如箭头所示，用于调节第二反射光L2的出射方向，即对第二反射光L2的左右出射方向进行调整；其中第一平面与第二平面是相互垂直的。
本实用新型通过第一反射镜1和第二反射镜2分别在两个维度对激光(入射光L0)的出射方向进行调整，从而实现对激光进行4个维度(上、下、左、右)的调整，使激光的光轴与扩束镜3能够保持同轴。本技术方案中，扩束镜固定安装，无调节量，结构紧凑、稳定，尤其适用于小型激光加工设备。
进一步的，还可以在第二反射镜2和扩束镜3之间设置准直器4，用于辅助调节和判断扩束镜3与激光(第二反射光L2)光轴的同轴度。准直器4的一种具体实施例如图2所示，包括镜筒41，镜筒41具有沿轴向贯穿的通光孔42，与扩束镜3的连接方式如图1所示，镜筒41的第一端41a与扩束镜3连接(例如螺纹连接)，镜筒41的第二端41b用于接收第二反射光L2。优选的，镜筒41的第一端41a，孔为阶梯孔，如图3所示，其中，大孔421在外侧，用于连接扩束镜3，小孔422设置在内侧，并且小孔422为渐扩型(例如梯形截面)，为了便于加工，宽端靠近大孔421的一侧。激光从镜筒41的第二端41b进入通光孔42并从第一端41a出射，阶梯孔的小孔422之所以做成渐扩型，是为了减少孔壁的反射造成的杂散光的增加。优选的，镜筒41的圆柱面上设置有沿垂直于轴向方向贯通的通槽43，如图2、图3所示，即将镜筒中间部分挖空，若采用同直径的通光孔，孔内壁的漫反射会产生杂散光，对光轴调节造成影响。
为了精密调节扩束镜3与第二反射光L2的同轴度，可以在镜筒41的第二端41b安装光阑5。具体应用时，可以准备一系列安装接口一致、但具有不同直径的通光孔的光阑5，具体的调节方法为：首先不装光阑，调节两个反射镜，使激光与扩束镜装置达到同轴；然后装上通光孔孔径最大的光阑，进一步调整两个反射镜的摆动角度，使激光与扩束镜装置达到同轴；依照此方式，按照通光孔孔径由大至小依次更换光阑，每次更换后再调节两个反射镜，实现对激光光轴从粗调到细调，确保扩束镜与激光保持较高的同轴度。优选的，光阑5包括一渐缩型通孔，如图4所示，渐缩型通孔的宽端朝向入射侧，采用渐缩型通孔也是为了减少侧壁的漫反射带来的杂散光。
进一步的，本实用新型的扩束镜装置还可以包括振镜6和光斑分析仪7，如图1所示，振镜6包括入光口61和出光口62，入光口61与扩束镜3连接，具体的可以在振镜6的入光口61处设置一振镜安装板63，振镜安装板63与振镜6可拆卸地连接，在扩束镜3的出光口侧设置扩束镜适配板31，扩束镜适配板31与扩束镜3可拆卸地连接，振镜安装板63与扩束镜适配板31采用螺纹连接。这样在连接头磨损时更换接口零件即可，而不用对整个部件(振镜6或扩束镜3)进行更换，降低成本。光斑分析仪7正对振镜6的出光口62，激光从振镜6的出光口62出射，照射至光斑分析仪7，通过观察衍射光斑可较为精确地判断出激光光轴与扩束镜装置的同轴度。
本实用新型还提供了一种激光设备，该设备采用如上所述的扩束镜装置。经过上述扩束镜装置扩束后的激光光束能量沿轴心均匀分布，切割加工质量好。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种扩束镜装置，包括扩束镜，其特征在于，还包括第一反射镜和第二反射镜，入射光依次经所述第一反射镜的反射和所述第二反射镜的反射，然后进入所述扩束镜；
所述第一反射镜在第一平面上为可调节的，用于调节经所述第一反射镜反射产生的第一反射光的出射方向；
所述第二反射镜在第二平面上为可调节的，用于调节经所述第二反射镜反射产生的第二反射光的出射方向；
所述第一平面与所述第二平面相互垂直。
2.根据权利要求1所述的扩束镜装置，其特征在于，还包括位于所述第二反射镜和所述扩束镜之间的准直器，用于辅助调节和判断所述扩束镜与所述第二反射光的同轴度。
3.根据权利要求2所述的扩束镜装置，其特征在于，所述准直器包括镜筒，所述镜筒具有沿轴向贯穿的通光孔，所述镜筒的第一端与所述扩束镜连接，所述镜筒的第二端用于接收所述第二反射光。
4.根据权利要求3所述的扩束镜装置，其特征在于，所述镜筒的第一端设置有阶梯孔，所述阶梯孔包括设置在外侧的大孔和设置在内侧的小孔，所述大孔用于连接所述扩束镜，所述小孔为渐扩型，宽端靠近所述大孔的一侧。
5.根据权利要求3所述的扩束镜装置，其特征在于，所述镜筒的第二端安装有光阑，用于精密调节所述扩束镜与所述第二反射光的同轴度。
6.根据权利要求5所述的扩束镜装置，其特征在于，所述光阑包括一渐缩型通孔，所述渐缩型通孔的宽端朝向入射侧。
7.根据权利要求3-6任一所述的扩束镜装置，其特征在于，所述镜筒的圆柱面上设置有沿垂直于轴向方向贯通的通槽。
8.根据权利要求1所述的扩束镜装置，其特征在于，还包括振镜和光斑分析仪，所述振镜包括与所述扩束镜连接的入光口，以及用于光的出射的出光口，所述光斑分析仪正对所述振镜的出光口。
9.一种激光设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的扩束镜装置。
Priority Applications (1)
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| CN201920691045.6U CN210051969U (zh) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | 一种扩束镜装置及激光设备 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111408836A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-07-14 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 双摆头激光加工光束指向的高精度调节方法及激光加工系统 |
| CN114178723A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-15 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种折叠光路激光切割头调试方法 |
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| CN111408836B (zh) * | 2020-04-23 | 2021-05-18 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 双摆头激光加工光束指向的高精度调节方法及激光加工系统 |
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