[发明专利]一种激光分束加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工领域，特别涉及一种激光分束加工装置。

背景技术

现有技术中，配置振镜扫描聚焦的激光加工装置，都是采用单光束激光加工，加工效率不够高，满足不了工业需求；而采用多光束激光加工的装置，都是基于静态聚焦方式，存在激光焦点切换位置速度慢的问题。而目前的固体激光器特别是光纤激光器，都朝着高脉冲重复频率、高功率超短脉宽方向发展，上述的加工方式，已经不能够与目前固体激光器的发展想适应，不能够充分发挥现有激光器的高脉冲重复频率和高功率超短脉宽的优势，因此必须找到更高效的激光加工方式，与目前的激光器发展水平相匹配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种激光分束加工装置，解决了现有技术中激光加工装置加工效率低、加工速度慢的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种激光分束加工装置，包括光束控制模块、激光分束模块和激光聚焦切换模块，所述入射光束依次经过所述光束控制模块、所述激光分束模块照射到所述激光聚焦切换模块；或者所述入射光束依次经过所述激光分束模块、所述光束控制模块照射到所述激光聚焦切换模块；

所述光束控制模块用于调节照射到其上的激光光束的状态；所述光束控制模块包括位置可互换的激光扩束单元和光束动态控制单元，所述激光扩束单元用于对所述照射到其上的激光光束进行扩束准直，所述光束动态控制单元用于调节照射到其上的激光光束的运动状态；

所述激光分束模块，用于对照射在其上的激光光束进行分束，形成多光束组，所述多光束组内的各光束与照射到所述激光分束模块上的所述激光光束同步静止或同步运动；

所述激光聚焦切换模块，包括聚焦镜和运动平台；所述聚焦镜为静态聚焦镜或者静态成像聚焦镜，所述聚焦镜用于对照射在其上的多光束组内的各光束进行静态聚焦或者成像聚焦，输出聚焦光束组；所述运动平台，包括一维运动平台或多维运动平台，所述运动平台用于控制所述聚焦光束组各光束的各个激光焦点在不同加工单元的空间位置切换，或者在一个加工单元处对所述聚焦光束组的各个激光焦点的扫描运动进行辅助运动控制。

本发明的有益效果是：本发明通过所述激光聚焦切换模块、所述激光分束模块与所述光束控制模块的结合，可以实现多光束激光进行同步聚焦加工，同时具备快速焦点切换和高精度焦点切换能力，可以高效率和高精度的多路激光聚焦同步加工，适用于激光切割、钻孔、铣削、焊接等领域，大幅度地提高了加工效率。同时，本发明的激光聚焦切换模块包括聚焦镜和运动平台，所述运动平台可以将经所述聚焦镜聚焦的光束组各光束的各个激光焦点在不同加工单元的空间位置切换，实现大幅面激光铣削加工；或者在一个加工单元处对所述聚焦光束组的各个激光焦点的扫描运动进行辅助运动控制，进一步丰富了激光束空间轨迹调制，实现更复杂激光加工方式。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

所述激光分束模块为第一分束单元、第二分束单元、第三分束单元的任意一种；或者所述激光分束模块为第一分束单元、第二分束单元、第三分束单元中至少两种的串联组合，所述串联组合用于对照射到其上的激光光束进行分束，形成多光束组；

所述第一分束单元为微光学元件的任意一种或者多种的串联组合，所述微光学元件用于对照射在其上的激光光束进行分光；所述微光学元件包括二元光学元件、衍射光栅、微透镜阵列或全息光学元件；所述衍射光栅包括一维透射式衍射光栅、二维透射式衍射光栅、三维透射式衍射光栅或反射式光栅；

所述第二分束单元为光学薄膜分光器件与光学反射镜的串联组合；或者所述第二分束单元为光学薄膜分光器件、光学反射镜和玻片的串联组合；

所述第三分束器件为双折射晶体与光学反射镜的串联组合；或者所述第三分束单元为双折射晶体、光学反射镜和玻片的串联组合。

所述的微光学元件，是在光学和光电子技术的发展的上，研发出的新型光学元件，具有体积小、质量轻、造价低等优点，实现普通光学元件难以实现的微小、阵列、集成、成像和波面转换等新功能。所述的微光学元件，按照光传播的途径可分为衍射光学元件和折射性光学元件两大类，包括二元光学元件、衍射光栅、微透镜阵列或全息光学元件，应用在激光光学领域可以改变激光光束波面，实现光束变换，如光束的准直、整形、分束等等。