[实用新型]一种激光器的扩束装置

说明书

【技术领域】

本实用新型技术方案涉及一种激光器扩束装置，具体涉及实现大幅面切割的激光器内置扩束装置。

【背景技术】

随着大功率气体激光器在切割、焊接、熔覆等行业领域有着广泛的用途，尤其在切割领域，更是占据了85％以上的应用市场。作为对大功率气体激光器切割品质的要求，逐渐被摆在人们的视野内。人们不再满足于只是将钢板等材料切割下来就可以的现状，而是根据具体的实际加工要求，对切割平台内的大幅面连续切割能力和大幅面连续切割时切割断面前后端的品质一致性，及免补充加工(如打磨多余毛刺)等技术品质要求，逐一被提到衡量大功率气体激光器的品质能力范畴来。

现有的二氧化碳(CO₂)大功率气体激光器光束，在机床工作幅面内进行传播，随着光程的延伸，光束直径逐渐变大，瑞利长度仅为3.8米，光斑直径间的最大差距为18毫米。由于光束直径变化过大，致使在机床不同位置上面的聚焦焦点差异巨大。严重影响了加工效果的一致性。使得没有办法完成大幅面的连续切割或者高精度的板材加工。已经严重制约了CO₂大功率气体激光器的加工能力和实际应用范围。

由于CO₂激光器光束直径的变化，引起在机床上的聚焦焦点变化，造成加工精度和加工一致的无法保证，同时也严重影响整体激光切割设备加工效率。

【实用新型内容】

为了保证切割平台内的大幅面连续切割能力和大幅面连续切割时切割断面前后端的品质一致性，以免补充加工(如打磨多余毛刺)等技术品质要求，保证加工精度和加工一致性的问题，本实用新型提供一种激光器的扩束装置，包括：主体、光路依序通过的第一、第二、第三、第四、第五反射镜片，所述第一反射镜片和所述第三反射镜片设置在所述主体的一侧，所述第二反射镜片、第四反射镜片和第五反射镜片设置在所述主体的另一侧，所述第二反射镜片为凸面反射镜片，所述第三反射镜片为凹面反射镜片，所述第四、第五反射镜片均为偏振镜片。

本实用新型的优选技术方案为：所述第四反射镜片为零偏振镜片。

本实用新型的优选技术方案为：所述第五反射镜片为圆偏振镜片。

本实用新型的优选技术方案为：所述第二反射镜片和所述第三反射镜片的入射角为大于0度且小于4度。

本实用新型的优选技术方案为：所述第二反射镜片和所述第三反射镜片的入射角为大于1.5度且小于3度。

本实用新型的优选技术方案为：所述第二反射镜片的曲率半径为1.5米至2.5米。

本实用新型的优选技术方案为：所述第二反射镜片的曲率半径为1.8米至2.2米。

本实用新型的优选技术方案为：所述第三反射镜片的曲率半径为2.8米至4.5米。

本实用新型的优选技术方案为：所述第三反射镜片的曲率半径为2.8米至3.2米。

本实用新型的优选技术方案为：所述第一反射镜片、第二反射镜片、第三反射镜片、第四反射镜和第五反射镜片有光线射过来的一面设置有低吸收率零相位偏移膜层。

本实用新型的优选技术方案为：还包括设置在所述主体上的多个镜腔，所述五个镜片设置在各自的镜腔内。

本实用新型的优选技术方案为：所述镜腔设有调节镜片的调节螺杆。

本实用新型特别为CO₂大功率气体激光器设计定制了一款符合其光束特点的光束整形装置。装置通过凸面的反射镜和凹面的反射镜，结合零相位偏移的高反镀膜，将容易发散的CO₂激光器光束进行整形，以此来保持光束直径的一致。以CST-3000激光器为例，通过整形后，瑞利长度达到为6米，光斑直径间的最大差距仅为3毫米以内。

本实用新型提供的一种激光器的扩束装置通过光路箱式主体将相应的镜片镜腔合理配置空间技术参数，组成光束整形的扩束装置。相对固定的镜腔安装位置，确保装配调试过程中镜片安装位置的重复性和可靠性，使得该装置在外场维护和安装时具有很高的可操作性和很高的调试效率。

该CO₂激光器外置扩束整形装置的特征是外观结构紧凑，布局稳定可靠合理。对光路传输的过程进行密封保护安全可靠，相对固定的安装位置确保了光束传输过程中角度折射的重复性和可靠性。对光路传输密封保护，确保该装置使用的安全性及光束传输品质的可靠性。灵活的安装调节方式，可以极大的提高安装调试的效率。

本实用新型结构简单，安装调试方便，零部件加工精度要求下降，使成本更低，保证了激光器光束质量的稳定性。

【附图说明】

图1为本实用新型一种激光器的扩束装置的立体结构示意图。