CN216462437U - 一种近红外波段激光变倍扩束镜 - Google Patents
一种近红外波段激光变倍扩束镜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216462437U CN216462437U CN202122445203.XU CN202122445203U CN216462437U CN 216462437 U CN216462437 U CN 216462437U CN 202122445203 U CN202122445203 U CN 202122445203U CN 216462437 U CN216462437 U CN 216462437U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- beam expander
- zoom
- optical axis
- infrared
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种近红外波段激光变倍扩束镜，其包括与激光束共轴的第一透镜，第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为变倍组，第二透镜为固定组，第三透镜为补偿组；所述第一透镜为平凹型透镜，第二透镜为正弯月型透镜，第三透镜为平凸型透镜，所述变倍扩束镜的入射光斑尺寸设定为2mm，波长设定为1064nm，变倍范围为3‑8倍；所述第一透镜曲率半径r1＝‑15.20mm，r2＝∞，在光轴上的厚度为L1＝5.77mm；第二透镜曲率半径r3＝‑9.50mm，r4＝‑26.16mm，在光轴上的厚度为L2＝5.21mm；第三透镜曲率半径r5＝∞，r6＝‑22.28mm，在光轴上的厚度为L3＝6.00mm。本实用新型结构紧凑，通过可调节机械工件对变倍组和补偿组进行移动可实现不同尺寸的平行激光束，再对激光束进行聚焦可得到加工所需能量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光加工应用的光学器件，具体是指一种近红外波段激光变倍扩束镜。
背景技术
扩束镜是激光加工系统中很重要的一个光学器件。根据光学透镜衍射极限4fλ/πD，其中f指激光加工面之前聚焦镜头的焦距，λ指加工波长， D为聚焦镜头前的光束直径，由公式可知，在聚焦镜的焦距和波长确定的情况下，入射光束直径越大，聚焦后的光束尺寸越小，能量密度越高。激光器本身发出的激光束直径一般在1mm左右，如果直接经过聚焦镜头聚焦，焦点处能量密度会过低，导致无法正常加工，因此可以在激光器出口处加一个扩束镜对激光束进行扩束，并对激光束的发散角进行补偿，得到横向尺寸较大的平行激光束，进而获得高能量密度的聚焦光斑对产品进行加工。
变倍扩束镜分为变倍组，固定组，补偿组三部分，可以在不改变镜片的前提下通过改变三组之间的距离实现不同的扩束倍数，变倍扩束镜使得激光加工系统在转换光束直径的情况下更加方便。而扩束器又分为开普勒型和伽利略型，开普勒型扩束器由正-正透镜组成，会产生内部聚焦，不适用高功率激光加工，伽利略型扩束器由负-正透镜组成，没有内部聚焦，比较适合高功率激光加工应用。
现有的用于激光加工的变倍扩束镜一般都是由4片以上的镜片组成，镜片过多一方面造成成本高的问题，另一方面可移动的机械工件本身就存在较高的精度误差，过多的镜片会增加整体的光路准直性误差，影响光斑质量，最终导致加工效果变差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种近红外波段激光变倍扩束镜，其结构紧凑，由三片镜片组成，能极大程度上保持扩束器内部光路的准直性，通过改变透镜组的间距可对激光束实现多种倍数的扩束，改变光束孔径角，实现不同要求的激光加工。
为了解决现有技术中问题，本实用新型提供了一种近红外波段激光变倍扩束镜，其包括与激光束共轴的第一透镜，第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为变倍组，第二透镜为固定组，第三透镜为补偿组；所述第一透镜为平凹型透镜，第二透镜为正弯月型透镜，第三透镜为平凸型透镜，所述变倍扩束镜的入射光斑尺寸设定为2mm，波长设定为1064nm，变倍范围为3-8倍；所述第一透镜曲率半径r1＝-15.20mm，r2＝∞，在光轴上的厚度为 L1＝5.77mm；第二透镜曲率半径r3＝-9.50mm，r4＝-26.16mm，在光轴上的厚度为 L2＝5.21mm；第三透镜曲率半径r5＝∞，r6＝-22.28mm，在光轴上的厚度为 L3＝6.00mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一透镜，第二透镜和第三透镜的材料均为F_SILICA，F_SILICA：熔石英。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一透镜与第二透镜在光轴上的间距为d1，第二透镜与第三透镜在光轴上的间距为d2；所述第一透镜与第二透镜范围为5.16mm≤d1≤120.00mm，第二透镜与第三透镜范围为 9.38mm≤d2≤19.56mm，所述总系统长度范围为42mm≤L≤147mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述d1＝5.16mm，所述d2＝19.56mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为3倍，总系统长度为42mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述d1＝28.11mm，所述d2＝15.63mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为4倍总系统长度为60.72mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述d1＝52.52mm，所述d2＝12.97mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为5倍总系统长度为82.47mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述d1＝76.36mm，所述d2＝11.26mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为6倍总系统长度为104.6mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述d1＝99.27mm，所述d2＝10.12mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为7倍总系统长度为126.38mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述d1＝120mm，所述d2＝9.38mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为8倍总系统长度为147mm。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供一种近红外波段激光变倍扩束镜，由三片镜片组成，结构紧凑，通过可调节机械工件对变倍组和补偿组进行移动可实现不同尺寸的平行激光束，再对激光束进行聚焦可得到加工所需能量；
本系统装置镜片数量少，一方面节省成本，另一方面简化机械结构，提升扩束内部光路准直度，从而提升光束质量；
总系统长度短在低倍数时尤为明显，这样可以节约空间。
附图说明
图1是本实用新型一种近红外波段激光变倍扩束镜结构的光路示意图。
图中：r1：第一透镜入射面曲率半径；r2：第一透镜出射面曲率半径； r3：第二透镜入射面曲率半径；r4：第二透镜出射面曲率半径；r5：第三透镜入射面曲率半径；r6：第三透镜出射面曲率半径；L1：第一透镜在光轴上的厚度；L2：第二透镜在光轴上的厚度；L3：第三透镜在光轴上的厚度； d1：第一透镜与第二透镜在光轴上的间距；d2：第二透镜与第三透镜在光轴上的间距；L：系统总长度。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，一种近红外波段激光变倍扩束镜，包括与激光束共轴的第一透镜，第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为变倍组，第二透镜为固定组，第三透镜为补偿组；所述第一透镜为平凹型透镜，第二透镜为正弯月型透镜，第三透镜为平凸型透镜，所述变倍扩束镜的入射光斑尺寸设定为2mm，波长设定为1064nm，变倍范围为3-8倍。
本实用新型的进一步特征在于：
所述第一透镜曲率半径r1＝-15.20mm，r2＝∞，在光轴上的厚度为 L1＝5.77mm；第二透镜曲率半径r3＝-9.50mm，r4＝-26.16mm，在光轴上的厚度为 L2＝5.21mm；第三透镜曲率半径r5＝∞，r6＝-22.28mm，在光轴上的厚度为 L3＝6.00mm；所述透镜材料均为F_SILICA；透镜所选材料也可用其它同等级材料替代。
所述第一透镜与第二透镜在光轴上的间距为d1，第二透镜与第三透镜在光轴上的间距为d2；所述第一透镜与第二透镜范围为5.16mm≤d1≤ 120.00mm，第二透镜与第三透镜范围为9.38mm≤d2≤19.56mm，所述总系统长度范围约为42mm≤L≤147mm；
所述d1＝5.16mm，所述d2＝19.56mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为3倍，总系统长度为42mm；
所述d1＝28.11mm，所述d2＝15.63mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为4倍总系统长度为60.72mm；
所述d1＝52.52mm，所述d2＝12.97mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为5倍总系统长度为82.47mm；
所述d1＝76.36mm，所述d2＝11.26mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为6倍总系统长度为104.6mm；
所述d1＝99.27mm，所述d2＝10.12mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为7倍总系统长度为126.38mm；
所述d1＝120mm，所述d2＝9.38mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为8倍总系统长度为147mm。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：其包括与激光束共轴的第一透镜，第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为变倍组，第二透镜为固定组，第三透镜为补偿组；所述第一透镜为平凹型透镜，第二透镜为正弯月型透镜，第三透镜为平凸型透镜，所述变倍扩束镜的入射光斑尺寸设定为2mm，波长设定为1064nm，变倍范围为3-8倍；所述第一透镜曲率半径r1=-15.20mm，r2=∞，在光轴上的厚度为L1=5.77mm；第二透镜曲率半径r3=-9.50mm，r4=-26.16mm，在光轴上的厚度为L2=5.21mm；第三透镜曲率半径r5=∞，r6=-22.28mm，在光轴上的厚度为L3=6.00mm。
2.根据权利要求1所述的一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：所述第一透镜，第二透镜和第三透镜的材料均为F_SILICA，F_SILICA：熔石英。
3.根据权利要求1所述的一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜在光轴上的间距为d1，第二透镜与第三透镜在光轴上的间距为d2；所述第一透镜与第二透镜范围为5.16mm≤d1≤120.00mm，第二透镜与第三透镜范围为9.38mm≤d2≤19.56mm，所述总系统长度范围为42mm≤L≤147mm。
4.根据权利要求3所述的一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：所述d1=5.16mm，所述d2=19.56mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为3倍，总系统长度为42mm。
5.根据权利要求3所述的一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：所述d1=28.11mm，所述d2=15.63mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为4倍总系统长度为60.72mm。
6.根据权利要求3所述的一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：所述d1=52.52mm，所述d2=12.97mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为5倍总系统长度为82.47mm。
7.根据权利要求3所述的一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：所述d1=76.36mm，所述d2=11.26mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为6倍总系统长度为104.6mm。
8.根据权利要求3所述的一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：所述d1=99.27mm，所述d2=10.12mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为7倍总系统长度为126.38mm。
9.根据权利要求3所述的一种近红外波段激光变倍扩束镜，其特征在于：所述d1=120mm，所述d2=9.38mm，该近红外变倍扩束镜的扩束倍率为8倍总系统长度为147mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122445203.XU CN216462437U (zh) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | 一种近红外波段激光变倍扩束镜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122445203.XU CN216462437U (zh) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | 一种近红外波段激光变倍扩束镜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216462437U true CN216462437U (zh) | 2022-05-10 |
Family
ID=81438345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202122445203.XU Active CN216462437U (zh) | 2021-10-11 | 2021-10-11 | 一种近红外波段激光变倍扩束镜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN216462437U (zh) |
-
2021
- 2021-10-11 CN CN202122445203.XU patent/CN216462437U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100549761C (zh) | 激光光束整形光学镜头 | |
| CN102837125A (zh) | 激光加工装置 | |
| JP2006192503A (ja) | 二重焦点レンズを用いる、薄い金属被加工物のレーザー切断 | |
| CN111283320B (zh) | 激光扩束镜及激光加工设备 | |
| CN102004319B (zh) | 一种紫外变倍扩束镜 | |
| CN111736329A (zh) | 一种双片式非球面镜zoom光学系统 | |
| CN101788716A (zh) | 一种激光扩束系统 | |
| CN106199983B (zh) | 扩束组件及具有该扩束组件的激光加工设备 | |
| CN216462437U (zh) | 一种近红外波段激光变倍扩束镜 | |
| CN111736355A (zh) | 一种基于微透镜组可调能量分布光学系统 | |
| WO1990013390A1 (en) | Laser beam machining device | |
| CN104769474A (zh) | 一种远红外激光加工用Fθ镜头及激光加工设备 | |
| CN109507789B (zh) | 一种用于激光加工的远心镜头、激光加工装置及加工方法 | |
| CN101887173A (zh) | 紫外激光变倍扩束镜 | |
| CN112292627B (zh) | 远心镜头和激光加工设备 | |
| CN202388123U (zh) | 激光加工装置 | |
| CN113093480B (zh) | 一种并行曝光抑制超衍射极限激光直写物镜 | |
| CN204422748U (zh) | 基于大口径入射光束的纯转动拉曼测温激光雷达扩束系统 | |
| CN210427969U (zh) | 一种基于非球面镜可调环形光斑zoom切割装置 | |
| CN203133398U (zh) | 双谱段柱面镜激光扩束系统 | |
| CN103185964B (zh) | 紫外多波长消色差扩束镜装置 | |
| CN112404704A (zh) | 变倍激光扩束镜及激光加工系统 | |
| RU2797961C1 (ru) | Расширитель лазерного пучка с плавно изменяемым увеличением | |
| CN108508614B (zh) | 一种适用于1064nm波长的红外激光连续倍率扩束系统 | |
| CN114326066B (zh) | 一种双片式非球面镜连续变倍变焦zoom光学系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |