CN217122084U - 激光加工系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光加工系统，包括：两个激光器，用于出射第一光束；与所述激光器一一对应设置的整形组件，用于对第一光束进行整形，以出射第二光束；合束组件，用于将各第二光束合束为第三光束，第三光束的聚焦光斑尺寸不小于第二光束的聚焦光斑尺寸；光束扫描聚焦组件，用于基于第三光束在待加工工件上聚焦并沿设定路径扫描，进行激光加工；其中，至少一所述第二光束与合束组件之间的光路具有可调反射镜，可调反射镜能够调节第二光束以不同角度入射合束组件，以调整与其他所述第二光束在合束后的相对角度，获得具有不同聚焦光斑尺寸的所述第三光束。所述激光系统可以基于需求调节第三光束的聚焦光斑尺寸，且可以实现较大加工聚焦光斑尺寸。

Description

激光加工系统

技术领域

本申请涉及激光精密加工制造技术领域，更具体的说，涉及一种激光加工系统。

背景技术

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。

通过激光加工系统对待加工工件进行激光加工，基于所需加工图案，需要激光加工系统用于进行激光加工的光束光斑具有不同的尺寸。目前，常规激光系统受限于整形镜片的技术限制，光束光斑的尺寸较小，不能满足当前激光加工需求。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种激光加工系统，方案如下：

一种激光加工系统，包括：

两个激光器，所述激光器用于出射第一光束；

与所述激光器一一对应设置的整形组件，所述整形组件用于对所述第一光束进行整形，以出射第二光束；

合束组件，所述合束组件用于将各所述第二光束合束为第三光束，所述第三光束的聚焦光斑尺寸不小于所述第二光束的聚焦光斑尺寸；

光束扫描聚焦组件，所述光束扫描聚焦组件用于基于所述第三光束在待加工工件上聚焦并沿设定路径扫描，进行激光加工；

其中，至少一所述第二光束与所述合束组件之间的光路具有可调反射镜，所述可调反射镜能够调节所述第二光束以不同角度入射所述合束组件，以调整与其他所述第二光束在合束后的相对角度，获得具有不同聚焦光斑尺寸的所述第三光束。

优选的，在上述激光加工系统中，至少一所述第二光束与所述合束组件之间的光路具有偏振调节组件，所述偏振调节组件用于调节所述第二光束的线偏振方向，以调整所述第二光束合束到所述第三光束中的强度。

优选的，在上述激光加工系统中，所述合束组件包括合束器，所述合束器为偏振合束器；

所述第二光束与所述合束组件之间的光路均具有偏振调节组件，所述偏振调节组件用于调节所述第二光束的线偏振方向，以调整所述第二光束合束到所述第三光束中的强度。

优选的，在上述激光加工系统中，所述偏振合束器包括：相对的第一入光侧和第一出光侧，相对的第二入光侧和第二出光侧，所述第一入光侧和所述第二入光侧分别入射一路所述第二光束；所述第一出光侧出射所述第三光束；

还包括监测装置，所述监测装置设置在所述第二出光侧，所述监测装置包括功率计或光斑分析仪至少之一者。

优选的，在上述激光加工系统中，所述监测装置包括功率计和光斑分析仪，所述功率计和所述光斑分析仪设置在往复移动机构的自由端，并通过所述往复移动机构移动，用于分时采集所述第二出光侧出射的剩余漏光。

优选的，在上述激光加工系统中，所述合束组件包括偏振分光棱镜，所述偏振调节组件为二分之一波片。

优选的，在上述激光加工系统中，所述第二光束分别通过一个所述可调反射镜入射所述合束组件。

优选的，在上述激光加工系统中，所述激光器用于出射圆形高斯光束，作为所述第一光束；

所述整形组件为平顶光整形组件，包括：

平顶光束整形器，所述平顶光束整形器用于将激光器经扩束镜出射的光束整形为方形平顶光束，形成所述第二光束出射。

优选的，在上述激光加工系统中，所述平顶光束整形器为衍射光学元件；

且各衍射光学元件在垂直于光束入射面的角度相同。

优选的，在上述激光加工系统中，所述光束扫描聚焦组件包括：

两轴激光扫描振镜，所述两轴激光扫描振镜能够调整所述第三光束的方向角，以改变所述第三光束在所述待加工工件上的加工位置和加工路径；

平场聚焦镜，所述平场聚焦镜用于对照射所述待加工工件上的所述第三光束进行聚焦。

通过上述描述可知，本申请技术方案提供的激光加工系统，包括：两个激光器，所述激光器用于出射第一光束；与所述激光器一一对应设置的整形组件，所述整形组件用于对所述第一光束进行整形，以出射第二光束；合束组件，所述合束组件用于将各所述第二光束合束为第三光束，所述第三光束的聚焦光斑尺寸不小于所述第二光束的聚焦光斑尺寸；光束扫描聚焦组件，所述光束扫描聚焦组件用于基于所述第三光束在待加工工件上进行激光加工；其中，至少一所述第二光束与所述合束组件之间的光路具有可调反射镜，所述可调反射镜能够调节所述第二光束以不同角度入射所述合束组件，以调整与其他所述第二光束在合束后的相对角度，获得具有不同聚焦光斑尺寸的所述第三光束。

可见，所述激光系统可以通过多个与所述激光器一一对应设置的整形组件形成多个所述第二光束，通过多个所述第二光束的合束形成具有较大聚焦光斑尺寸的第三光束，而且可以通过所述可调反射镜调节所述第二光束合束时的重叠程度，可以基于需求调节所述第三光束的聚焦光斑尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本申请实施例提供的一种激光加工系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种激光系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种激光加工系统的结构示意图；

图4为本申请实施例所述激光加工系统实现多光斑拼接合束的原理示意图；

图5为本申请实施例所述激光加工系统通过振镜移动形成所需激光加工图形的原理示意图；

图6为本申请实施例提供的一种激光加工系统中监测装置在结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参考图1所示，图1为本申请实施例提供的一种激光加工系统的结构示意图，所述激光加工系统包括：

两个激光器00，所述激光器00用于出射第一光束；

与所述激光器00一一对应设置的整形组件4，所述整形组件4用于对所述第一光束进行整形，以出射第二光束；

合束组件01，所述合束组件01用于将各所述第二光束合束为第三光束，所述第三光束的聚焦光斑尺寸不小于所述第二光束的聚焦光斑尺寸；

光束扫描聚焦组件13，所述光束扫描聚焦组件13用于基于所述第三光束在待加工工件16上聚焦并沿设定路径扫描，进行激光加工；

其中，至少一所述第二光束与所述合束组件01之间的光路具有可调反射镜02，所述可调反射镜02能够调节所述第二光束以不同角度入射所述合束组件01，以调整与其他所述第二光束在合束后的相对角度，获得具有不同聚焦光斑尺寸的所述第三光束，因此本申请技术方案可以具有较大聚焦光斑尺寸的第三光束。

参考图2所示，图2为本申请实施例提供的另一种激光系统的结构示意图，该方式中，基于图1所示方式，图2所示激光系统具有两个激光器00，该两个激光器00分别为第一激光器1和第二激光器2，该两个激光器所出射的第一光束分别入射一个对应的整形组件4。

至少一所述第二光束与所述合束组件01之间的光路具有偏振调节组件7，所述偏振调节组件7用于调节所述第二光束的线偏振方向，以调整所述第二光束合束到所述第三光束中的强度，使得第三光束的聚焦光斑强度均匀。本申请实施例中，每一路所述第二光束都对应设置有一个偏振调节组件7。

在图2所示方式中，每个所述整形组件4出射的第二光束均对应设置一个所述可调反射镜02，如是所述第二光束可以通过一个所述可调反射镜02入射所述合束组件01，所述第二光束可以通过所述可调反射镜02调整与其他所述第二光束在合束后的相对角度，从而最大范围内调节所述第三光束的聚焦光斑尺寸。

可选的，所述可调反射镜02为伺服电机控制的反射镜，所述可调反射镜02不局限于为伺服电机控制的反射镜，也可以为MEMS(微机电系统)控制的反射镜或是其他可以在不同维度上调整光束传播方向的光学装置，当然，也可以人工进行调整。所述可调反射镜02可以通过调节入射所述第二光束的入射所述合束组件01的入射角度，调整合所述第二光束合束后的相对角度，以调节合束后所形成第三光束聚焦后光斑的拼接形式，进而调节所述第三光束聚焦后光斑的形状以及尺寸。

所述合束组件01包括合束器12，所述合束器12为偏振合束器；所述第二光束与所述合束组件01之间的光路均具有偏振调节组件7，所述偏振调节组件7用于调节所述第二光束的线偏振方向，以调整所述第二光束合束到所述第三光束中的强度。

在图2所示方式中，具有两个激光器00，该两个激光器分别为第1激光器D₁和第2激光器D₂，该两个激光器00出射的第一光束分别入射第1整形组件Z₁和第2整形组件Z₂。具体的，第1激光器D₁发射的第一光束入射第1整形组件Z₁，第2激光器D₂发射的第一光束入射第2整形组件Z₂。

第1整形组件Z₁和第2整形组件Z₂出射的第二光束分别通过一个偏振调节组件7入射对应的所述可调反射镜02。具体的，第1整形组件Z₁发射的第二光束依次经过一个偏振调节组件7入射第1可调反射镜F₁，经过第1可调反射镜F₁反射后，入射一固定反射镜11，经过所述固定反射镜11反射后，再透过合束器12后，和其他所述第二光束合束为所述第三光束。

第2整形组件Z₂发射的第二光束经过一个偏振调节组件7入射第2可调反射镜F₂后，经过第2可调反射镜F₂反射后，入射合束器12，经过合束器12反射后，和其他所述第二光束合束为所述第三光束。

如上述，所述合束器12为偏振合束器。所述偏振合束器包括：相对的第一入光侧和第一出光侧，相对的第二入光侧和第二出光侧，所述第一入光侧和所述第二入光侧分别入射一路所述第二光束；所述第一出光侧出射所述第三光束，具体的，第1激光器D₁发射的第一光束转换的第二光束入射第一入光侧，第2激光器D₂发射的第一光束转换的第二光束入射第二入光侧。

第1可调反射镜F₁和第2可调反射镜F₂均为伺服电机控制的反射镜，可以通过调节入射所述第二光束的入射所述合束组件01的入射角度，调整合所述第二光束合束后的相对角度，以调节合束后所形成第三光束聚焦光斑的拼接形式，进而调节所述第三光束聚焦后光斑的形状以及尺寸。

在图2所示方式中，以所述偏振调节组件7位于所述整形组件4和所述可调反射镜02之间为例进行说明，显然其他方式中，也可以将所述偏振调节组件7设置在所述可调反射镜02与所述合束组件01之间的光路中。

本申请实施例所述激光加工系统中，合束器12为偏振合束器，具体的，为偏振分光棱镜；所述第二光束与所述合束组件01之间的光路均具有伺服电机控制的偏振调节组件7，可以通过调整所述偏振调节组件7的旋转角来调节所述第二光束的线偏振方向，以调整所述第二光束合束到所述第三光束中的强度。如是，只需要通过偏振调节组件7调节所述第二光束的线偏振方向，所述偏振合束器对不同线偏振方向的所述第二光束的透射比与反射比不同，如是可以调节合束后第三光束的功率，无需调节激光器00的工作参数，调节方式简单，且可以实现第三光束功率的大幅调整。

其中，所述偏振调节组件7为对应激光器波长的二分之一波片。所述合束组件01包括偏振合束器，用于进行多光束合束，同时配合二分之一波片调节各个所述第二光束合束到所述第三光束中的功率。对于部分较为敏感的激光器来说，不同出光功率下激光光斑的大小和光束模式会有所不同，如果同时对激光工艺也有较高要求的话，仅通过直接调整激光器功率来改变加工效果的方法较难满足加工需求。本申请实施例技术方案结合通过二分之一玻片加偏振合束器的组合，可以做到无需改变激光器00出射第一光束参数的情况下调节第三光束的功率，调节简单，易于实现。

作为一种优选的方案，如图2所示，本申请的所述激光加工系统还包括监测装置18，所述监测装置设置在所述第二出光侧，所述第二出光侧为偏振合束器的非常用合束方向，为第二光束合束为第三光束时的剩余漏光所在一侧。

如图6所示，为本申请实施例提供的一种激光加工系统中监测装置的结构示意图，所述监测装置18包括功率计81和光斑分析仪82至少之一者，图6中以所述监测装置18包括功率计81和光斑分析仪82为例进行图示说明。所述监测装置18用以监测激光系统，便于及时发现异常并进行工艺调试。其中，功率计81和光斑分析仪82均为普通商用光学探测器件。采用上述监测装置18，可以实时监测第二光束，例如，监测所述第二光束功率和第二光束形成的光斑信息，其中，包括光束能量分布、光束直径和光束中心点坐标等信息，也可以实时监测第二光束合束到所述第三光束中的强度。当发现异常时，操作者可以通过偏振调节组件7分别控制各所述第二光束合束到所述第三光束时剩余漏光的强度，来监测任意单独或叠加的所述第二光束的功率或光斑信息，以便快速发现问题并及时调整。具体的，所述的监测装置18设置在偏振合束器的非常用合束方向上，即所述第二光束合束到所述第三光束时剩余漏光所在位置。

作为一种优选的方案，所述的监测装置18包括功率计81和光斑分析仪82。如图6所示，所述功率计81和光斑分析仪82设置在往复移动机构83的自由端，并通过往复移动机构83移动，分时位于偏振合束器的非常用合束方向上，即所述第二光束合束到所述第三光束时剩余漏光所在位置，用于分时采集所述第二出光侧出射的剩余漏光。

所述往复移动机构83为直线移动模组，功率计81和光斑分析仪82分别设置在其移动机构上，并可以往复移动。

所述激光加工系统中，所述激光器00用于出射圆形高斯光束，作为所述第一光束；所述整形组件4为平顶光整形组件，包括：

平顶光束整形器6，所述平顶光束整形器6用于将所述激光器00出射的高斯光束整形为方形平顶光束，形成所述第二光束出射，一般的，激光器00出射的光束经扩束镜5扩束，改变光束大小以符合光束整形器件6对入射光束的要求。

其中，所述平顶光束整形器6为衍射光学元件(DOE)，且各衍射光学元件在垂直于光束入射面的角度相同。优选的，衍射光学元件(DOE)可由伺服电机控制其旋转角，可以根据加工图形的需求调节所述第二光束光斑的偏转角度，当然，也可以手动调整其旋转角。

其中，扩束镜5可以为变倍扩束镜5，所述变倍扩束镜5用于对所述激光器00出射的圆形高斯光束进行光束直径扩大；通过所述变倍扩束镜5改变光斑大小以符合光束整形的光斑要求。

本申请实施例所述激光加工系统可以将高斯光束整形为平顶光束，以平顶光束进行激光加工。在激光加工系统中，平顶光束相比高斯光束，拥有光斑能量分布更均匀、加工范围更宽、加工边缘更锐利等优点，而被广泛用于材料表面处理、打标、打孔、热处理等激光加工工艺。

常规的平顶光束激光系统，一般是通过DOE整形镜片将高斯圆形光束变换成方形或其他形状的平顶光束，这导致最后加工光斑的尺寸极度依赖于整形镜片的尺寸与规格。但局限于整形镜片的技术限制，目前市面上很少有将加工光斑做到二百微米以上尺寸的加工设备。另一方面，为了保证加工效果，单位面积能量一定时，大光斑需要的单脉冲能量也更大，导致所选型的激光器也更为昂贵。而本申请实施例所述激光系统中，可以实现两个激光器00出射光束光斑的拼接，从而实现较大尺寸的光斑。

例如，可以设置所述第二光束的光斑为相同的矩形，通过控制所述第二光束聚焦光斑的重叠程度，例如，设置聚焦光斑重叠度不大于80％，或不大于50％，或不大于20％等，还可以设置所述第二光束的聚焦光斑均无重叠，第三光束光斑为所有所述第二光束聚焦光斑矩形拼接形成的大尺寸矩形聚焦光斑，此时第三光束聚焦光斑面积最大，等于所有所述第二光束聚焦光斑的面积之和。通过调节所述第二光束聚焦光斑的重叠程度，可以调节第三光束聚焦光斑的面积，基于激光加工图形需求形成所需图形以及尺寸的第三光束光斑。

如图2所示，所述光束扫描聚焦组件13包括：

两轴激光扫描振镜14，所述两轴激光扫描振镜14能够调整所述第三光束的方向角，以改变所述第三光束在所述待加工工件上的加工位置和加工路径；具体的，所述两轴激光扫描振镜14通过控制合束后的光束扫描角度，以控制在所述待加工工件上激光加工的位置和加工路径；

平场聚焦镜15，所述平场聚焦镜15用于对照射所述待加工工件上的所述第三光束进行聚焦。

参考图3所示，图3为本申请实施例提供的又一种激光加工系统的结构示意图，基于上述实施例，图3所示激光加工系统还包括：与所述激光加工系统中有源设备连接的控制装置17，所述控制装置17用于控制所述有源设备的工作状态。在图3中，以点划线标记所述控制装置17和所述有源设备的电连接，以黑粗实线标记光束传播路径。

其中，所述有源设备包括激光器00、控制所述平顶光束整形器6的伺服电机、控制所述可调反射镜02的伺服电机以及所述光束扫描聚焦组件13。所述控制装置17可以为工业主机，用于控制激光器00的功率和同步脉冲出光信号，还用于控制伺服电机控制的可调反射镜02和平顶光束整形器6、以改变第三光束聚焦后光斑的拼接形式，调节所述第三光束聚焦后光斑的形状以及尺寸，还用于控制两轴激光扫描振镜14，以基于加工图形需求改变所述第三光束在所述待加工工件上激光加工的位置。

本申请实施例提供了一种新型的可以实现多光束光斑拼接的激光加工系统，可以提供较大的激光加工光斑，以满材料表面处理、打标、打孔、热处理等激光加工工艺的要求。而且可以通过多台激光器产生激光加工系统所需的合束激光，故可以通过多台小功率激光器替代大功率激光器，较大程度降低光路成本。

本申请实施例所述激光加工系统通过多光束光斑拼接方案，可以实现大尺寸的激光加工光束，即实现较大尺寸的第三光束，可以得到二百微米以上的激光加工光斑，以满足材料表面处理、打标、打孔、热处理等激光加工工艺的要求。而且还可以通过改变第二光束的线偏振方向，在不改变激光器00工作参数的情况下调节第三光束的功率，以对待加工工件16进行激光加工时的加工功率。还可以实时监测所述第二光束的光斑信息，其中光斑信息包括光束能量分布、光束直径和光束中心点坐标等，也可以实时监测第二光束的强度。同时，通过多台小功率激光器00代替大功率激光器，可以较大程度的降低系统制作成本。

为了提高光路稳定性和可靠性，可在所述光学系统中，加厚光学底板与光学密封板，光学底板与密封板加水冷，使密封板内温度与洁净度尽可能稳定；光学器件装夹的机械结构简单化、直接化，减少因振动造成的光学器件位置偏移；选型较高损伤阈值与较低热透镜效应的光学器件，减少因长期使用激光造成的光学器件参数变化等等。

下面结合幅图对本申请实施例所述激光加工系统多光束光斑拼接原理进行进一步说明。

参考图4所示，图4为本申请实施例所述激光加工系统实现多光斑拼接合束的原理示意图，图4中以图2和图3中第1激光器D₁出射第一光束S1和第2激光器D₂出射第一光束S1的整形、整形后拼接合束以及合束后加工进行说明。

具体的，结合图2-图4所示，第1激光器D₁出射第一光束S1和第2激光器D₂出射第一光束S1分别经过对应整形组件4处理后形成第二光束S2，该两个激光器00出射的第一光束S1分别通过变倍扩束镜5进行光束直径扩大，以满足平顶光束整形器6对光束直径的要求，光束经过平顶光束整形器6后，圆形高斯光束整形为方形平顶光束，即两第二光束S2均为方形平顶光束。然后，第二光束S2分别经过对应的偏振调节组件7以改变光束的线偏振方向，第二光束S2透过偏振调节组件7出射后，分别通过受伺服电机控制的第1可调反射镜F₁和第2可调反射镜F₂反射，改变所述第二光束S2入射所述合束组件01的角度。可以通过伺服电机控制可调反射镜的俯仰角和水平转角，改变第二光束S2入射所述合束组件01的角度，从而改变两所述第二光束S2的相对角度，调节合束后第三光束S2聚焦后光斑的形状以及尺寸。两所述第二光束S2通过合束组件01中偏振合束器12合束，形成所述第三光束。在此过程中，可以通过偏振调节组件7改变所述第二光束S2的线偏振方向，进而调节所述第二光束S2在所述偏振合束器12的透射反射比，实现合束后所述第三光束S3功率的调节。合束形成的所述第三光束S3通过激光聚焦组件13聚焦成百微米级别的方形光斑，作用在待加工工件16表面，进行激光加工。激光聚焦组件13通过两轴激光扫描振镜14改变光束的方向角，以改变光束照射在待加工工件16的位置，形成所需的加工图形20。

如上述，监测装置18包括功率计81和光斑分析仪82。以下通过一种实施方式介绍其用途。通过调整偏振调节组件7的旋转角使所述第二光束S21的偏振态为S态、此时第二光束S21通过合束器12后全反射到监测装置18上，监测装置18中的功率计81读数显示所述第二光束S21的功率，实际使用光路时，可以通过调整偏振调节组件7的旋转角使所述第二光束S21的偏振态介于S态和P态之间，此时第二光束S21通过合束器12后部分反射到监测装置18上、部分透射后形成所述第三光束，通过监测装置18中的功率计读取所述第二光束S21通过合束器12后反射光束强度即可知所述第二光束S21通过合束器后形成所述第三光束的光强，亦可通过监测装置18中的光斑分析仪82监测所述第二光束S21通过合束器后反射光束的光束能量分布、光束直径和光束中心点坐标等信息；同样的，通过调整偏振调节组件7的旋转角使所述第二光束S22的偏振态为P态、此时第二光束S22通过合束器后全透射到监测装置18上，监测装置18中的功率计81读数显示所述第二光束S22的功率，实际使用光路时、通过调整偏振调节组件7的旋转角使所述第二光束S22的偏振态介于S态和P态之间，此时第二光束S22通过合束器后部分透射到监测装置18上、部分反射形成所述第三光束，通过监测装置18中的功率计81读取所述第二光束S22通过合束器后透射光束强度即可知所述第二光束S22通过合束器后形成所述第三光束的光强，亦可通过监测装置18中的光斑分析仪82检测所述第二光束S22通过合束器后透射光束的光束能量分布、光束直径和光束中心点坐标等信息。

参考图5所示，图5为本申请实施例所述激光加工系统通过振镜移动形成所需激光加工图形的原理示意图，一般的，激光加工系统的激光加工图形20基本包括水平加工、竖直加工和斜向加工等加工方式。结合图2、图3和图5所示，两激光器00出射第一光束分别形成第二光S21、第二光S22，第二光S21、第二光S22合束形成第三光束。可以通过改变可调反射镜的俯仰角和水平转角，改变合束后，第三光束中第二光S21、第二光S22的相对角度，以调节二者经激光聚焦组件13后聚焦光斑的重叠方式和重叠率等。第一光S21，第二光S22的聚焦后光斑的旋转角，可通过在与入射光垂直的平面旋转平顶光束整形器6来完成；例如，当需要进行左上到右下45度斜线的加工时，可将平顶光束整形器6逆时针旋转45度来实现。第一光S21和第二光S22的聚焦后光斑的拼接，还是通过调节可调反射镜的俯仰角和水平转角来完成。可知的，第三光束的扫描的方向，通过激光扫描振镜14来控制。如可以沿横向、纵向和斜向来扫描，满足各种大光斑加工需求。

作为太阳能电池领域的应用，可以通过聚焦光斑的重叠度和重叠位置等的控制，得到的光斑在某个部分具有更高的光强，例如，一个第一光束和一个第二光束合束形成的第三光束，重叠度为50％，可以得到一个更大的聚焦光斑，聚焦光斑的中间能量高，两边能量低，在对太阳能电池进行消融、诱导加工或者是改性加工时，通过激光振镜使聚焦光斑中部能量高的区域对准待加工区域，且沿着待加工区域中心线扫描加工，低光斑低能量区域覆盖待加工区域的其他部分，例如在消融过程中，聚焦光斑的低能量区域的存在可以进一步消除熔渣，得到更加平滑的消融线。又例如，一个第一光束和多个第二光束合束形成第三光束时，可以形成不同的具有一定重合度的第三光束聚焦光斑，甚至其重合部分的高光强的部分形状可以根据需要得到，进一步可适应更多的激光加工工况。需要说明的是，当聚焦光斑的重叠度为0时，前述的聚焦光束的激光光斑强度均匀，指的是拼接而成的第三光斑整体强度都均匀。当聚焦光斑的重叠度不为0时，第三光束的聚焦光斑，重叠部分和非重叠部分的光强分别是均匀的。

本申请实施例所述激光加工系统可做到最大光斑的尺寸取决于偏振合束器12的尺寸和两轴激光扫描振镜14的入瞳孔径；偏振合束器12采用偏振合束棱镜、孔径可以做到比较大，另外两轴激光扫描振镜14的入瞳孔径目前最大约30mm。

本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种激光加工系统，其特征在于，包括：

两个激光器，所述激光器用于出射第一光束；

与所述激光器一一对应设置的整形组件，所述整形组件用于对所述第一光束进行整形，以出射第二光束；

合束组件，所述合束组件用于将各所述第二光束合束为第三光束，所述第三光束的聚焦光斑尺寸不小于所述第二光束的聚焦光斑尺寸；

光束扫描聚焦组件，所述光束扫描聚焦组件用于基于所述第三光束在待加工工件上聚焦并沿设定路径扫描，进行激光加工；

其中，至少一所述第二光束与所述合束组件之间的光路具有可调反射镜，所述可调反射镜能够调节所述第二光束以不同角度入射所述合束组件，以调整与其他所述第二光束在合束后的相对角度，获得具有不同聚焦光斑尺寸的所述第三光束。

2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，至少一所述第二光束与所述合束组件之间的光路具有偏振调节组件，所述偏振调节组件用于调节所述第二光束的线偏振方向，以调整所述第二光束合束到所述第三光束中的强度。

3.根据权利要求2所述的激光加工系统，其特征在于，所述合束组件包括合束器，所述合束器为偏振合束器；

所述第二光束与所述合束组件之间的光路均具有偏振调节组件，所述偏振调节组件用于调节所述第二光束的线偏振方向，以调整所述第二光束合束到所述第三光束中的强度。

4.根据权利要求3所述的激光加工系统，其特征在于，所述偏振合束器包括：相对的第一入光侧和第一出光侧，相对的第二入光侧和第二出光侧，所述第一入光侧和所述第二入光侧分别入射一路所述第二光束；所述第一出光侧出射所述第三光束；

还包括监测装置，所述监测装置设置在所述第二出光侧，所述监测装置包括功率计或光斑分析仪至少之一者。

5.根据权利要求4所述的激光加工系统，其特征在于，所述监测装置包括功率计和光斑分析仪，所述功率计和所述光斑分析仪设置在往复移动机构的自由端，并通过所述往复移动机构移动，用于分时采集所述第二出光侧出射的剩余漏光。

6.根据权利要求2-5任一项所述的激光加工系统，其特征在于，所述合束组件包括偏振分光棱镜，所述偏振调节组件为二分之一波片。

7.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述第二光束分别通过一个所述可调反射镜入射所述合束组件。

8.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光器用于出射圆形高斯光束，作为所述第一光束；

所述整形组件为平顶光整形组件，包括：

平顶光束整形器，所述平顶光束整形器用于将激光器经扩束镜出射的光束整形为方形平顶光束，形成所述第二光束出射。

9.根据权利要求8所述的激光加工系统，其特征在于，所述平顶光束整形器为衍射光学元件；

且各衍射光学元件在垂直于光束入射面的角度相同。

10.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述光束扫描聚焦组件包括：

两轴激光扫描振镜，所述两轴激光扫描振镜能够调整所述第三光束的方向角，以改变所述第三光束在所述待加工工件上的加工位置和加工路径；

平场聚焦镜，所述平场聚焦镜用于对照射所述待加工工件上的所述第三光束进行聚焦。

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