CN218917824U - 能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统 - Google Patents
能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218917824U CN218917824U CN202223239843.6U CN202223239843U CN218917824U CN 218917824 U CN218917824 U CN 218917824U CN 202223239843 U CN202223239843 U CN 202223239843U CN 218917824 U CN218917824 U CN 218917824U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- light
- light source
- focusing
- outer ring
- 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
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统，包括第一光源、第二光源，合束镜为带有中心孔的反光镜，由第一光源发出的光束，经过第一准直透镜形成平行光后，经过第一锥透镜、第二锥透镜组成的锥透镜组形成空心环光束，再经过合束镜的反射、聚焦镜的聚焦后形成聚焦外环；第二光源经过第二准直透镜形成平行光后，穿过合束镜的中心孔，与反射的第一光源发出的光束合成一束光，通过聚焦镜聚焦成一束中心与外环都有激光聚焦的光斑。利用两台价格低廉的激光器，形成中心与外环都有激光聚焦的光斑，能实现环模激光器的功能，而总成本不到环模激光器的一半，光路结构简单，成本低，市场前景广。
Description
技术领域
本实用新型属于激光清洗技术领域，具体涉及一种能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统。
背景技术
目前在激光的应用中，特别是焊接应用中，直接用单束激光工作时，由于单束激光中心峰值高、边缘弱，导致中心快速熔融，而边缘还没及时达到热熔状态，出现熔池堆积爆破形成飞溅。
环模激光器能很好地解决了这一问题。环模激光器由一个激光器同时发出两束激光，一束为中心，另外一束为外环，并经过复杂的光路系统形成中心与外环的聚焦光斑。中心光斑形成熔池的同时，外环激光将边缘快速加热热熔，从而避免飞溅。但由于环模激光器价格昂贵，应用较少。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种能形成中心与外环都有激光聚焦光斑的光路系统，以替代环模激光器，从而降低成本，便于推广应用。
为了实现上述目的，本实用新型提出了一种能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统，包括第一光源、第二光源、第一准直透镜、第一锥透镜、第二锥透镜、第二准直透镜、合束镜和聚焦镜，所述合束镜为带有中心孔的反光镜，所述第一光源、第一准直透镜、第一锥透镜、第二锥透镜、合束镜在同一直线上依次间隔布置，第二光源、第二准直透镜、合束镜和聚焦镜在另一直线上依次间隔布置，使得由第一光源发出的光束，经过第一准直透镜形成平行光后，经过第一锥透镜、第二锥透镜组成的锥透镜组形成空心环光束，再经过合束镜的反射、聚焦镜的聚焦后形成聚焦外环；第二光源经过第二准直透镜形成平行光后，穿过合束镜的中心孔，与反射的第一光源发出的光束合成一束光，通过聚焦镜聚焦成一束中心与外环都有激光聚焦的光斑。
作为上述方案的优选，所述合束镜采用45°反光镜制成。
进一步优选为，所述第一光源、第二光源为发散光，第一光源经第一准直透镜准直后、第二光源经第二准直透镜准直后变成平行光或者有一定发散角的接近平行光。
进一步优选为，所述第一、第二光源在聚焦前的光束发散角可调，距离第一、第二准直透镜的距离也可调。
进一步优选为，所述第一光源、第二光源发出的两束激光的相同波长。
本实用新型的有益效果是：该光路系统利用两台价格低廉的激光器，形成中心与外环都有激光聚焦的光斑，能实现环模激光器的功能，而总成本不到环模激光器的一半，光路结构简单，成本低，体积小，市场前景广。
附图说明
图1为实用新型的结构示意图。
图2为激光合成聚焦效果。
具体实施方式
为描述本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，一种能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统，主要由第一光源1、第二光源2、第一准直透镜3、第一锥透镜4、第二锥透镜5、第二准直透镜6、合束镜7和聚焦镜8组成。
合束镜7为带有中心孔7a的反光镜。
第一光源1、第一准直透镜3、第一锥透镜4、第二锥透镜5、合束镜7在同一直线上依次间隔布置；第二光源2、第二准直透镜6、合束镜7和聚焦镜8在另一直线上依次间隔布置。
这样的结构布置，使得由第一光源1发出的光束，经过第一准直透镜3形成平行光后，经过第一锥透镜4、第二锥透镜5组成的锥透镜组形成空心环光束，再经过合束镜7的反射、聚焦镜8的聚焦后形成聚焦外环；第二光源2经过第二准直透镜6形成平行光后，穿过合束镜7的中心孔7a，与反射的第一光源1发出的光束合成一束光，通过聚焦镜8聚焦成一束中心与外环都有激光聚焦的光斑。即第一光源1最后在工件表面形成外环的聚焦光斑，第二光源2最后在工件表面形成中心的聚焦光斑。
最好是，合束镜7采用45°反光镜制成，以便于空间布置，减少系统整体的结构尺寸。第一光源1、第二光源2为发散光，第一光源1经第一准直透镜3准直后、第二光源2经第二准直透镜6准直后变成平行光或者有一定发散角的接近平行光。
第一、第二光源在聚焦前的光束发散角可调，距离第一、第二准直透镜的距离也可调，利用第一光源与第二光源在聚焦前的光束发散角和与各自准直镜距离的调节，有效避免了同时聚焦在焦点从而无法实现外环光斑及中心光斑各自聚焦。另外，第一光源1与第一准直透镜3的工作距离可调，第二光源2与第二准直透镜6的工作距离可调，通过调节工作距离实现中心和外环光斑大小与功率密度的调节，以满足不同场景的焊接要求。
第一光源1、第二光源2发出的两束激光的相同波长，相同波长的两束激光能实现无损合束。
本专利的核心关键点在于：第一光源利用准直镜、锥透镜组形成空心环光束，第二光源利用准直镜形成中心实心光束，空心环光束与中心实心光束再利用带中心孔的反光镜进行合束，再通过聚焦镜聚实现一束激光两个聚焦位置(外环和中心光束聚焦位置不一样)，从而确保通过聚焦镜聚焦成一束中心与外环在工件上都有激光聚焦的光斑。
Claims (5)
1.一种能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统，其特征在于，包括第一光源(1)、第二光源(2)、第一准直透镜(3)、第一锥透镜(4)、第二锥透镜(5)、第二准直透镜(6)、合束镜(7)和聚焦镜(8)，所述合束镜(7)为带有中心孔(7a)的反光镜，所述第一光源(1)、第一准直透镜(3)、第一锥透镜(4)、第二锥透镜(5)、合束镜(7)在同一直线上依次间隔布置，第二光源(2)、第二准直透镜(6)、合束镜(7)和聚焦镜(8)在另一直线上依次间隔布置，使得由第一光源(1)发出的光束，经过第一准直透镜(3)形成平行光后，经过第一锥透镜(4)、第二锥透镜(5)组成的锥透镜组形成空心环光束，再经过合束镜(7)的反射、聚焦镜(8)的聚焦后形成聚焦外环；第二光源(2)经过第二准直透镜(6)形成平行光后，穿过合束镜(7)的中心孔(7a)，与反射的第一光源(1)发出的光束合成一束光，通过聚焦镜(8)聚焦成一束中心与外环都有激光聚焦的光斑。
2.根据权利要求1所述的能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统，其特征在于：所述合束镜(7)采用45°反光镜制成。
3.根据权利要求1所述的能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统，其特征在于：所述第一光源(1)、第二光源(2)为发散光，第一光源(1)经第一准直透镜(3)准直后、第二光源(2)经第二准直透镜(6)准直后变成平行光或者有一定发散角的接近平行光。
4.根据权利要求1所述的能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统，其特征在于：所述第一、第二光源(1、2)在聚焦前的光束发散角可调，距离第一、第二准直透镜(3、6)的距离也可调。
5.根据权利要求1所述的能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统，其特征在于：所述第一光源(1)、第二光源(2)发出的两束激光的相同波长。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223239843.6U CN218917824U (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223239843.6U CN218917824U (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218917824U true CN218917824U (zh) | 2023-04-25 |
Family
ID=86039303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223239843.6U Active CN218917824U (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218917824U (zh) |
-
2022
- 2022-12-05 CN CN202223239843.6U patent/CN218917824U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11673212B2 (en) | Optical path/beam splitting unit and coaxial-wire-feed cladding head thereof | |
| CN106808087B (zh) | 一种减小激光熔覆后工件形变量的方法 | |
| CN103399405A (zh) | 一种激光宽带熔覆装置及方法 | |
| CN110977152A (zh) | 一种slm双激光复合加工系统 | |
| CN107112707B (zh) | 线光束形成装置 | |
| CN114460740B (zh) | 一种单镜环形光斑光学系统 | |
| CN113634769A (zh) | 基于高斯光束、光束整形复合光束的金属slm打印系统 | |
| CN112433384A (zh) | 一种用于流式细胞仪的多色激光光路系统 | |
| CN113199138B (zh) | 一种复合激光加工方法及复合激光加工装置 | |
| CN106711765B (zh) | 一种具有三光斑照射一次成型功能的半导体激光熔覆光源结构 | |
| CN108788450B (zh) | 激光加工设备及其激光加工头 | |
| CN110587118A (zh) | 一种双激光合束装置及双激光复合加工的光束系统 | |
| CN112305682A (zh) | 一种平板式激光器及提高光功率密度的方法 | |
| CN218917824U (zh) | 能形成中心和外环聚焦光斑的激光光路系统 | |
| CN211564832U (zh) | 一种slm双激光复合加工装置 | |
| CN111736355A (zh) | 一种基于微透镜组可调能量分布光学系统 | |
| CN114012248B (zh) | 一种激光切割头的光路系统 | |
| CN203422527U (zh) | 一种激光宽带熔覆装置 | |
| CN216966642U (zh) | 一种同轴焊接光路结构 | |
| CN115857182A (zh) | 一种中心加外环的激光聚焦系统 | |
| CN210427969U (zh) | 一种基于非球面镜可调环形光斑zoom切割装置 | |
| CN110614449A (zh) | 一种基于多分光椭球面镜光内同轴送丝光学机构及其工作方法 | |
| CN207908782U (zh) | 一种激光焊接镜头结构以及激光焊接设备 | |
| CN110441839A (zh) | 一种获得可调双焦点的微透镜阵列 | |
| CN110488398A (zh) | 一种获得可调双焦点的自由曲面透镜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240202 Address after: 215000 Suzhou, Jiangsu Province, China (Jiangsu) Pilot Free Trade Zone Suzhou Area, Suzhou Industrial Park, No. 155 Suhong West Road Patentee after: Suzhou Carmen Hass Laser Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 155, Suhong West Road, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province, 215024 Patentee before: CARMANHAAS LASER TECHNOLOGY (SUZHOU) CO.,LTD. Country or region before: China |