[发明专利]一种激光聚焦的装置及进行激光聚焦的方法

说明书

一种激光聚焦装置及其进行激光聚焦的方法，它属于光纤熔接及激光焊接技术领域。解决现有熔接装置使用寿命短，在熔接过程中光照射不均匀，光学材料受热不一致，难以精确控制焊接点大小的问题。激光聚焦装置包括全反射光锥、第一全反射光罩、第二全反射光罩、支撑装置及环形支架。方法：外部激光束直射在全反射光锥前端，并将散射激光束反射至第一全反射光罩内环表面，通过第一全反射光罩内环表面的45°反射环形镜，将散射激光束汇聚成平行激光束，第二全反射光罩内表面的空心聚焦环形镜将平行激光束汇聚至第二全反射光罩的焦点处，或通过音圈电机调节平行激光束汇聚第二全反射光罩焦点处的聚焦角α。

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域。

背景技术

光纤通信作为一种新型的通信方式在科技生产领域发挥的作用越来越重要。相对于传统的电信号来说光纤通信能够无损的超高速传输大量的信息。

然而，一方面由于实际生产中一盘光纤的长度一般都是在一定的范围之内，通信的距离如果超过了最大的光纤长度不可避免的需要将多盘光纤熔接一起；另一方面因为光纤很细，在大功率大能量激光器输出至光纤端面的单位能量密度过高，容易造成输出端面损毁，所以为避免光纤输出端烧毁，在实际的生产当中会在光纤的端面熔接一个石英端帽，加大在输出端的光斑尺寸，减小单位面积过高的能量密度。市面上常见的光纤与光纤熔接以及光纤与端帽熔接的熔接机常采用石墨电极、钨环等电极设备，通电后产生高温，熔化周围光学材料进行熔接，但电极寿命太短，不适用于工业大批量生产。市面上常规的CO₂熔接设备采用多路CO₂光聚焦到熔接位置，熔接光学材料，在熔接过程中由于光照射不均匀，光学材料受热不均匀，导致熔接效果较差，缺陷较多。

现如今，激光焊接作为一种新型的焊接工艺在实际的工业生产中发挥的作用越来越重要。所谓的激光焊接就是使用高强度的激光束辐射金属表面，被焊接金属熔化，进而将被焊接的金属焊接在一起。

同样的，相对于光纤熔接来说，激光焊接也需要保证被焊接材料均匀受热。传统的激光焊接难以精确的控制焊接点的大小，如果焊接点过大就难免会对焊接材料产生一定的影响，造成焊接端面不平整，对焊接材料造成不必要的浪费。

综上所述，为了提高装置的使用寿命，与此同时能够实现对加热点均匀加热等一系列功能，无论是光纤熔接还是激光焊接都需要一种激光聚焦装置及利用该装置进行激光聚焦的方法。

发明内容

本发明目的是要解决现有熔接装置使用寿命短，在熔接过程中光照射不均匀，光学材料受热不一致，难以精确控制焊接点大小问题，而提供一种激光聚焦装置及其进行激光聚焦的方法。

一种激光聚焦装置包括全反射光锥、第一全反射光罩、第二全反射光罩、支撑装置及环形支架；

环形支架包括第一圆形侧壁、连接片及第二圆形侧壁，所述的第二圆形侧壁通过连接片同心固定于第一圆形侧壁内部；

支撑装置包括底座、第一支撑部及第二支撑部，第一支撑部及第二支撑部分别位于底座左右两侧；

所述的第一支撑部上设有第一安装孔，第二支撑部上设有第二安装孔，第一安装孔内部延激光束传播方向依次设置第一全反射光罩及环形支架，且所述的全反射光锥设置于第二圆形侧壁内部；

所述的第二安装孔内部设置第二全反射光罩；

所述的全反射光锥的前端为锥角为90°的全反射圆锥镜；所述的第一全反射光罩的内环表面为45°反射环形镜；所述的第二全反射光罩的内环表面为空心聚焦环形镜；

所述的全反射光锥与第一全反射光罩及第二全反射光罩同轴；且所述的全反射光锥的前端设置于第一全反射光罩的激光入口与第一全反射光罩的激光出口之间的中心轴线上。

一种激光聚焦装置进行激光聚焦的方法是按以下步骤进行的：