[发明专利]激光处理装置和包括此装置的工作站

权利要求书

1.一种激光处理装置，

一方面包括基本上由能够且希望由激光源和光纤供电的注入模块组成的激光头，所述光纤由被至少一个护套环绕的纤芯形成、连接到所述注入模块且以光束聚焦端片结束；且另一方面包括用于包含待由所述激光头处理的至少一个区域或工作区域的部分、项目或材料的支撑系统，

所述聚焦端片与所述部分、所述项目或所述材料能够以受控方式相对于彼此定位和移动，

所述装置(1)

的特征在于所述聚焦端片(6)与属于实心纤芯类型的所述光纤(5)以单个片件形式形成为所述光纤的自由端部分(5')的成形部分，与其连接到所述注入模块(3)的端相对，

特征在于所述聚焦端片(6)具有旋转的轴向对称性，及在沿着含有所述光纤(5)的所述自由端部分(5')的中间轴或对称轴(AM)的平面的区段中可见、外部由大体上半椭圆形凸曲线(6')定界的形状，所述大体上半椭圆形凸曲线具有：垂直于所述中间轴(AM)延伸的第一半轴a，其使得a＝D_c/2；和与所述中间轴对准的第二半轴b，其使得D_C/4≤b≤2D_C/3，其中1,000λ≥D≥40λ，其中D_C为所述光纤(5)的所述纤芯(10)的直径且λ为所注入激光辐射的波长，

且特征在于所述聚焦端片(6)的所述顶端(6”)与所述工作区域(9)之间的距离d使得5D_C≥d≥50λ，所述端片(6)的所述几何形状和所述定位使得所述激光头(2)产生呈光子喷流形式的经聚焦且略微发散的激光束(11)，其中在所述工作区域(9)处的直径D_j约为所述波长λ的大小。

2.根据权利要求1所述的激光处理装置，其特征在于通过有理贝塞尔曲线Z(R)参数式地描述所述聚焦端片(6)的所述外部形状使得：

其中t在0到1范围内变化，其中所述贝塞尔曲线的权重w₀使得0.4≤w₀≤0.75，有利地0.4≤w₀≤0.5，优选地w₀＝0.45，且其中控制点P₀、P₁和P₂为：

且

3.根据权利要求1和2中任一项所述的激光处理装置，其特征在于所述光纤(5)属于多模类型，优选地具有被机械护套(10”)环绕的双重光学护套(10')，或为具有半透明机械护套的光纤。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的激光处理装置，其特征在于所述光纤(5)具有圆柱形形状，优选地具有圆形区段和柔性结构从而允许最小曲线半径高达至少20mm，优选地高达10mm的弯曲。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的激光处理装置，其特征在于100λ≥D_C≥40λ，且特征在于λ2≥D_j≥5λ。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的激光处理装置，其特征在于所述第二半轴(b)使得D_C/4≤b≤2D_C/3且b≠D_C/2。

7.根据权利要求1到5中任一项所述的激光处理装置，其特征在于所述第二半轴(b)使得D_C/4≤b≤D_C/2。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的激光处理装置，其特征在于所述第二半轴(b)使得D_C/4≤b<D_C/2。

9.根据权利要求1到6中任一项所述的激光处理装置，其特征在于所述第二半轴(b)使得D_C/2≤b≤2D_C/3。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的激光处理装置，其特征在于所述光纤(5)具有所述纤芯(10)与环绕所述纤芯的所述护套(10')之间的光学梯度折射率，所述折射率在所述光纤(5)的中心处的高值到所述护套(10')处的较低值范围内变化。