[发明专利]双光束激光加工光学系统

说明书

本发明属于激光加工领域，公开了一种双光束激光加工光学系统，包括用于发射主激光的脉冲光纤激光器(1)、用于发射辅助激光的连续激光器(2)、可调偏转方向的反射镜(3)、合束器(4)、聚焦组件和激光扫描组件；辅助激光经由可调偏转方向的反射镜(3)与主激光合束后形成双光束激光，该双光束激光被传输至待处理的工件进行激光加工，在工件激光加工路径上始终维持辅助激光聚焦光斑与主激光聚焦光斑两者的相对位置不变。本发明通过对该系统里各个组件的构成及它们的相互作用关系等进行改进，引入在工件激光加工路径上聚焦光斑始终与主激光聚焦光斑保持相对位置不变的辅助激光，实现双光束，能够克服高功率光纤激光器价格昂贵等问题。

技术领域

本发明属于激光加工领域，更具体地，涉及一种双光束激光加工光学系统。

背景技术

光纤激光器结构简单，体积小巧，操作和维护动行简单可靠，不需要像半导体激光泵浦固体激光器系统中的水冷结构等的复杂设备。与灯泵浦激光器相比，光纤激光器消耗的电能仅约为灯泵浦激光器系统的1％，并且因为光纤只能传输基本的空间模式，所以光纤激光器的光束质量不受激光功率运作的影响。光纤激光器是所有固体激光器之中最稳定和易于使用的，高功率脉冲光纤激光器与传统加工和其他类型的加工相比优势突显，纳秒高功率脉冲光纤激光器成为激光深雕和激光清洗等应用的首选。

但目前的纳秒高功率脉冲光纤激光器与连续激光器相比价格昂贵的多，且纳秒高功率脉冲光纤激光器技术突破难，平均功率更高的脉冲光纤激光器的价格甚至要翻倍。如，一台平均功率200W的纳秒高功率光纤激光器报价35万元，而1000W的连续半导体激光器的价格还不到它的1/3。一台平均功率300W的纳秒高功率光纤激光器则比上面两个激光器价格加在一起要贵的多，可以看到只靠高功率脉冲光纤激光器产生的主激光进行激光加工的方式价格昂贵。以往的连续激光器作为辅助激光的方式主要是为了消除激光加工的微裂纹，提高加工效率，但是往往不能灵活调节辅助激光与主激光的相对位置，进一步提高加工效率，且很多辅助激光的光路设计过于复杂不便安装调节。这些缺点限制了纳秒高功率脉冲光纤激光器在激光加工，尤其是激光清洗和激光深雕等的直接应用和推广。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种双光束激光加工光学系统，通过对激光加工光学系统里各个组件的构成及它们的相互作用关系等进行改进，引入在工件激光加工路径上聚焦光斑始终与主激光聚焦光斑保持相对位置不变的辅助激光，实现双光束，能够克服高功率光纤激光器价格昂贵、以往的连续激光器作为辅助激光的方式往往不能灵活调节辅助激光与主激光的相对位置进一步提高加工效率、很多辅助激光的光路设计过于复杂不便安装调节等问题，本发明利用双光束激光进行激光加工，降低成本，辅助激光的光路设计相对简单便于安装调节，可以灵活调节辅助激光与主激光的相对位置，提高激光加工效率，尤其是激光清洗和激光深雕的加工效率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种双光束激光加工光学系统，其特征在于，包括脉冲光纤激光器(1)、连续激光器(2)、可调偏转方向的反射镜(3)、合束器(4)、聚焦组件和激光扫描组件；其中，

所述脉冲光纤激光器(1)用于发射主激光，所述连续激光器(2)用于发射辅助激光，该辅助激光经由所述可调偏转方向的反射镜(3)与所述主激光一同入射到所述合束器(4)中进行合束形成双光束激光，其中所述可调偏转方向的反射镜(3)用于调节所述辅助激光与主激光的相对位置；合束后的双光束激光用于通过所述聚焦组件和所述激光扫描组件传输至待处理的工件，从而用于对工件进行激光加工，并且在工件激光加工路径上始终维持辅助激光聚焦光斑与主激光聚焦光斑两者的相对位置不变。

按照本发明的另一方面，本发明提供了一种双光束激光加工光学系统，其特征在于，包括脉冲光纤激光器(1)、连续激光器(2)、可调偏转方向的反射镜(3)、合束器(4)、聚焦组件和可移动机床；其中，