[发明专利]一种双波长复合光束整形的手持式自适应激光清洗装置

权利要求书

1.一种双波长复合光束整形的手持式自适应激光清洗装置，其特征在于，包括激光器、传输光纤、升降对焦组件(1)、激光测距传感器(3)、振镜扫描系统(4)、升降导向电驱组件(8)和双波长复合整形系统；

所述振镜扫描系统(4)用于实现将入射的激光束先后经由电机驱动的偏转扫描镜片反射和固定焦距物镜透射后出射，聚焦于工件表面，并使激光束按设定轨迹在工件表面进行扫描运动；在振镜扫描系统(4)的激光束出射端下方设置有升降对焦组件(1)，在振镜扫描系统(4)的侧面固定安装有激光测距传感器(3)，升降对焦组件(1)用于调节振镜扫描系统(4)出射端与工件表面的相对距离以保持出射激光束始终聚焦于工件表面的当前激光束扫描位置；激光测距传感器(3)用于实时反馈振镜扫描系统(4)与工件表面的相对距离值，为升降对焦组件(1)的调节运动提供控制驱动数据；双波长复合整形系统作为光路子系统具有输入端和输出端，其中输入端与激光器之间通过传输光纤相连，激光器输出的单波长高斯激光束经由传输光纤进入双波长复合整形系统，经过内部光学变换后输出双波长复合整形光束，所述双波长复合整形光束是由高斯能量分布的内圆短波长激光和贝塞尔能量分布的外环形长波长激光构成的环形中心激光束；双波长复合整形系统的输出端与振镜扫描系统(4)的激光束入射端固定连接，使得双波长复合整形光束成为振镜扫描系统(4)的入射激光束；升降导向电驱组件(8)设置在双波长复合整形系统的底部下方，用于支撑双波长复合整形系统。

2.根据权利要求1所述的双波长复合光束整形的手持式自适应激光清洗装置，其特征在于，在振镜扫描系统(4)的侧面还安装有一CCD工业相机组件(2)，其视场对应于振镜扫描系统(4)的聚焦加工平面的扫描范围，用于实时监测激光清洗质量。

3.根据权利要求1所述的双波长复合光束整形的手持式自适应激光清洗装置，其特征在于，在振镜扫描系统(4)的侧面还安装有一空间角度陀螺仪(5)，用于检测当前扫描加工头的空间姿态倾斜角度。

4.根据权利要求1所述的双波长复合光束整形的手持式自适应激光清洗装置，其特征在于，所述双波长复合整形系统包括光纤接头(901)、分束镜(902)、第一安装架(903)、锥透镜组合系统(904)、空间合束镜(905)、第二安装架(906)、第一45度反射镜(907)、倍频系统(908)、第二45度反射镜(909)、上板(910)、底板(911)和立柱(912)；底板(911)通过多根立柱(912)与上板(910)连接；分束镜(902)通过第一安装架(903)安装在上板(910)上，空间合束镜(905)通过第二安装架(906)安装在上板(910)上，锥透镜组合系统(904)设置在分束镜(902)与空间合束镜(905)之间并固定在上板(910)上，三者光轴重合；第一45度反射镜(907)、倍频系统(908)、第二45度反射镜(909)依次设置在底板(911)上，第一45度反射镜(907)与第二45度反射镜(909)的光轴重合；所述锥透镜组合系统(904)用于进行光束整形，获得贝塞尔环形激光束；所述光纤接头(901)、分束镜(902)、第一安装架(903)、锥透镜组合系统(904)、空间合束镜(905)、第一45度反射镜(907)、倍频系统(908)和第二45度反射镜(909)的安装方位应使得：由光纤接头(901)接入的单波长高斯激光束入射至分束镜(902)，经由分束镜(902)分为A束和B束，且A束和B束中的一束沿原方向行进，另一束的行进方向转折90度；A束入射至锥透镜组合系统(904)，通过锥透镜组合系统(904)输出贝塞尔环形激光束，再入射至空间合束镜(905)；B束入射至第一45度反射镜(907)，经第一45度反射镜(907)的转折后入射至倍频系统(908)，获得波长变为原输入激光束1/2、1/3或1/4波长的短波长高斯激光束，再经第二45度反射镜(909)转折入射至空间合束镜(905)；A束和B束激光经空间合束镜(905)的合束后出射双波长复合整形光束。