[实用新型]一种产生贝塞尔激光束的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及领域，尤其涉及一种产生贝塞尔激光束的装置。

背景技术

随着激光切割中被切割材料厚度的增加，激光内切割技术受到普通高斯激光焦深等的影响无法完成一次性切割，其加工效率随之降低，无法满足目前市场对该技术加工效率的要求。因此，需要一种焦深较大的激光束来提高加工较厚材料的效率

因此有必要设计一种产生贝塞尔激光束的装置，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种产生贝塞尔激光束的装置。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种产生贝塞尔激光束的装置，包括锥形棱镜、第一聚焦镜和第二聚焦镜，其中，第一聚焦镜和第二聚焦镜构成4f系统，具体的：

锥形棱镜，用于将高斯激光束整形为贝塞尔光束；所述贝塞尔光束经过第一聚焦镜后，形成环形激光；所述环形激光经过第二聚焦镜后，形成加工材料所用的贝塞尔激光，所述贝塞尔激光具有指定的聚焦光斑和焦深。

优选的，所述高斯激光束的激光脉宽小于100ns。

优选的，经过锥形棱镜的两束高斯激光束能相互干涉产生贝塞尔光束。

优选的，锥形棱镜产生的贝塞尔激光光束，其激光能量密度I通过公式：

I(r,z)=2kπ(tan2β)(na-1)2zI0e-2(n-1)ztanα/ω0]]>

求得，其中，k为波矢量，β为锥形棱镜的楔角，n_a为锥形棱镜的折射率，z为贝塞尔光束沿传播方向坐标，I₀为高斯激光束能量密度，ω₀为高斯激光束的束腰大小。

优选的，锥形棱镜产生的贝塞尔激光光束，其焦深通过公式：求得，其中，D为入射光束直径，n为锥形棱镜折射率，α为锥形棱镜锲角。

优选的，激光器发出的激光束先通过锥形棱镜产生两束特定夹角的高斯激光束，所述夹角通过公式：θ_b＝θ_a-arccos(n_acosθ_a)求得，其中，n_a和θ_a分别为轴棱镜的折射率和半顶角。

优选的，第一聚焦镜和第二聚焦镜组成4f系统，对贝塞尔光束进行相应的放大或缩小，形成材料切割需要的聚焦光斑和焦深。

优选的，所述激光器用于切割具有透光性的透明材料。

优选的，产生的贝塞尔波长范围为1000nm到2000nm之间。

优选的，当被切割的透明材料与激光产生相对运动时，透明材料内部沿切割方向会产生内爆带；切割完成后，在材料表面延切割路径施加压力，材料按既定切割方向裂开。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型实施例利用激光器产生的高斯激光束通过锥形棱镜时产生两束特定夹角的高斯激光束，高斯激光束相互干涉产生贝塞尔光束，贝塞尔光束穿通过一个4f系统后，贝塞尔光束被放大或缩小形成材料加工所需要的光斑大小和焦深。

附图说明