[发明专利]基于径向偏振光束的双加工头激光加工装置

权利要求书

1.一种基于径向偏振光束的双加工头激光加工装置，包括光束会聚部件(3)、高反射腔镜(4)、第一反射镜(5)、固态增益介质元件(6)、圆形型光泵浦源(7)、第二反射镜(8)、圆锥面光场调节元件(9)，其特征在于：所述固态增益介质元件为平板结构，所述固态增益介质元件(6)外侧设置有圆形型光泵浦源(7)，圆形型光泵浦源(7)出射的泵浦光照射在固态增益介质元件(6)内；所述固态增益介质元件(6)的内侧光路上依次设有第一反射镜(5)和高反射腔镜(4)，固态增益介质元件(6)外侧光路上依次设有第二反射镜(8)和圆锥面光场调节元件(9)；所述高反射腔镜(4)和圆锥面光场调节元件(9)构成激光谐振腔，所述第一反射镜(5)和第二反射镜(8)用于改变激光谐振腔内光场传播方向，使高反射腔镜(4)和圆锥面光场调节元件(9)朝向被加工物品；高反射腔镜(4)的相对于第一反射镜(5)的另一侧光路上设置有光束会聚部件(3)，使径向偏振光束在光束会聚部件(3)焦点区域形成高质量远场激光加工光场(2)；所述圆锥面光场调节元件(9)为轴对称棱镜结构，一端为顶端圆锥曲面(901)，一端为垂直于对称轴的顶端平面(903)，在圆锥曲面(901)和顶端平面(903)之间为圆环形圆锥曲面(902)，沿着对称轴方向的切面剖物面为轴对称五边形；圆锥面光场调节元件(9)的顶端圆锥曲面(901)朝向第二反射镜(8)，圆锥面光场调节元件(9)的顶端圆锥曲面(901)与对称轴的夹角为激光工作波长的布鲁斯特角，实现腔内径向偏振矢量光束产生，平行光轴光场在圆锥面光场调节元件(9)的顶端平面(903)发生反射，在圆锥面光场调节元件(9)的顶端平面(903)外侧形成近场激光加工光场(10)。

2.根据权利要求1所述的基于径向偏振光束的双加工头激光加工装置，其特征在于：所述高反射腔镜(4)朝向第一反射镜(5)一侧的内工作平面(401)上设置有调节光束波前相位的微纳结构，高反射腔镜(4)另一侧的外工作平面(402)上设置有高反射膜，在激光频率处具有高反射率。

3.根据权利要求1所述的基于径向偏振光束的双加工头激光加工装置，其特征在于：所述的固态增益介质元件(6)的材料为掺钕钇铝石榴石或氟化钇锂。

4.根据权利要求1所述的基于径向偏振光束的双加工头激光加工装置，其特征在于：所述的固态增益介质元件(6)的光学工作平面对泵浦光波长光的透过率大于95%。

5.根据权利要求1所述的基于径向偏振光束的双加工头激光加工装置，其特征在于：所述的圆锥面光场调节元件(9)为玻璃轴对称棱镜结构、晶体轴对称棱镜结构或高分子透光材料轴对称棱镜结构中的任一种。

6.根据权利要求1所述的基于径向偏振光束的双加工头激光加工装置，其特征在于：所述的圆形型光泵浦源(7)为非相干光源、半导体激光器、气体激光器、固态激光器中的任一种。