[发明专利]一种基于光场调控技术的激光清洗装置

说明书

本发明公开了一种基于光场调控技术的激光清洗装置，包括依次设置的激光器、扩束准直系统、光场调控镜组和动态聚焦镜组，所述的激光器经过扩束准直系统后入射到光场调控镜组，所述的光场调控镜组将激光器输出的高斯光束整形为贝塞尔高斯光束、涡旋光束、径向偏振光束、角向偏振光束，之后经过动态聚焦镜组实现长焦深聚焦。本发明采用光场调控技术，将高斯光束整形为贝塞尔光束、涡旋光束、径向偏振光束、角向偏振光束，易于实现超长焦深的聚焦，避免了平顶光束或矩形光斑聚焦场光场强度的空间分布敏感、在焦平面前后易发生较大的畸变、不利于长焦深聚焦场实现的缺点，可以显著降低激光清洗加工材料表面的热影响，降低加工材料表面的粗糙度。

技术领域

本发明涉及一种激光清洗装置，尤其涉及一种基于光场调控技术的激光清洗装置。

背景技术

激光清洗装置的原理是将激光聚焦在材料表面实现锈层、油污等的剥离。但激光器的输出光束大多为高斯光束，且高斯光束的中心光强大于边缘光强，因此激光清洗过程中，边缘的光强难以达到激光清洗的阈值，产生了热效应，从而导致激光清洗表面的粗糙度增大。尽管部分厂商通过光束整形圆形高斯光束，经光束整形得到圆形平顶光束或矩形光斑，来降低激光清洗的热影响，提高激光清洗的扫描速度。但是这种通过衍射光学元件整形得到的平顶光束或矩形光斑，其聚焦场光场强度的空间分布十分敏感，在焦平面前后易发生较大的畸变，不利于长焦深聚焦场的实现。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种基于光场调控技术的激光清洗装置，降低激光清洗加工材料表面的热影响，提高加工速度，降低加工材料表面的粗糙度。

技术方案：本发明包括依次设置的激光器、扩束准直系统、光场调控镜组和动态聚焦镜组，所述的激光器经过扩束准直系统后入射到光场调控镜组，所述的光场调控镜组将激光器输出的高斯光束整形后经过动态聚焦镜组实现长焦深聚焦。

所述的光场调控镜组将激光器输出的高斯光束整形为贝塞尔高斯光束、涡旋光束、径向偏振光束、角向偏振光束。

所述的光场调控镜组采用轴锥镜、波片或可变涡旋波片。

所述的波片包括四分之一波片和二分之一波片。

所述的光场调控镜组采用轴锥镜将高斯光束整形成贝塞尔光束。

所述的光场调控镜组采用四分之一波片和可变涡旋波片将高斯光束整形成涡旋光束。

所述的光场调控镜组采用二分之一波片和可变涡旋波片将高斯光束整形成径向偏振光束或角向偏振光束。

所述光场调控镜组的后方设有移动工作台，所述的移动工作台上放置有待清洗材料。

所述的动态聚焦镜组包括多个透镜，能够同时实现光斑大小和焦距的动态变化。

有益效果：本发明采用光场调控技术，将高斯光束整形为贝塞尔光束、涡旋光束、径向偏振光束、角向偏振光束，易于实现超长焦深的聚焦，避免了平顶光束或矩形光斑聚焦场光场强度的空间分布敏感、在焦平面前后易发生较大的畸变、不利于长焦深聚焦场实现的缺点，可以显著降低激光清洗加工材料表面的热影响，降低加工材料表面的粗糙度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的高斯光束整形成贝塞尔光束的光场调控镜组；

图3为本发明高斯光束整形成涡旋光束的光场调控镜组；

图4为本发明高斯光束整形成径向、角向偏振光束的光场调控镜组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。