[发明专利]激光源，特别是用于工业过程的激光源

说明书

一种激光源，包括激光射束生成单元(2)，该激光射束生成单元(2)包括用于生成具有不同波长的激光射束的多个激光二极管(201、202)。由所述二极管(201、202)所发射的激光射束在光切换和寻址单元(4)的入口(40)处来接收。这个单元(4)具有光选择器装置(43)，该光选择器装置(43)具有两个操作位置。当处于第一位置，由所述二极管(201、202)所发射的激光射束到达光放大单元(6)的入口，该光放大单元(6)包括多个放大器模块(60)，该放大器模块(60)配置成发射与由所述二极管(201、202)所发射的激光射束相比具有更高射束质量和更低功率值的激光射束。放大器模块(60)的出口朝向激光源的出口(U2)会聚。当处于光切换和寻址单元(4)的第二位置，使由所述二极管(201、202)所发射的激光射束在至少部分重叠的条件下彼此会聚到单激光射束中，以用于在所述激光源(1)的另一出口(U1)处的具有相对更高功率和相对更低质量的激光射束的发射。

技术领域

本发明涉及激光源，以及具体来说涉及可用于例如用于金属的材料的焊接、铜焊和切割的工业过程的类型的激光源。

背景技术

在过去，许多类型的激光源已被开发并且是当前市场上可买到的，其配置成满足工业过程的领域中以及具体来说金属的材料的处理的领域中的不同需要。一般来说，不同类型的处理(例如金属的材料的焊接、铜焊和切割)、处理中的不同精确程度以及要处置的材料的不同特性(例如要焊接或切割的金属片材的不同厚度值)要求激光射束的不同特性，以便确保最佳结果。对于这些过程的一部分，激光射束的“质量”等级能够更低，而对于其他应用，射束质量必须更高。

在本描述中以及在以下权利要求书中，激光射束的“质量”表示激光射束被聚焦到极小斑点中以使得产生那个斑点上的高功率密度的能力。如这样定义的激光射束的质量通常通过参数BPP(“射束参数乘积”)的值来表示，以每毫弧度的毫米数(mm.mrad)的单位来测量，对应于激光射束发散半角与其最窄点(射束腰)处的射束直径的乘积。激光射束的质量随着BPP的值减小而增加。因此，各种工业应用可要求具有极为不同的BPP的值的激光射束的使用。类似地，激光射束的功率也能够根据特定应用来改变。

在许多已知类型的激光源中，有可能改变—在极有限程度上—激光射束的质量和功率，然而没有显著修改这些特性的任何可能性。由于这个原因，当前常常需要提供不同激光源以执行不同工业操作。

因此，期望提供单个“通用”类型的激光源，其能够易于按照要执行的工业操作的性质和/或要处置的材料的性质来适配。

在已经开发并且市场上可买到的各种类型的激光源之中，尤其应当想到二极管激光源以及具有激活光纤的激光源。后者包括光纤，其中散布“激活”材料(通常为稀土材料)，其具有通过利用模拟的发射原理来放大光线射束的能力。通常地，激活光纤采用由二极管激光源所生成的激光射束来“泵送”。激活光纤激光源一般产生与二极管源相比更高的射束质量，但是同时因光纤内的色散而引起功率的损失。

文档US 2014/0177038的图3示出具有双亮度的激光装置，其中光纤集成光射束开关能够在两个光纤之间切换激光射束，其中的一个连接到第一出口，而另一个连接到镱光纤振荡器，其为光纤出口馈送具有更高亮度的振荡。

发明目的

本发明的目的是：产生一种激光源，其能够有选择地生成具有不同特性的激光射束，使得它能够用于极为不同的工业应用中。

本发明的另一目的是要采用具有简单和功能的结构的激光源来达到以上目标。

另一目的是要提供一种激光源，其在具有所发射激光射束的不同功率和质量的两个不同出口之间是可切换的，其中具有更高功率的出口仍然具有良好射束质量。

另一目的是要通过有利和有效地利用以上所指示类型的一个或多个激光源来产生一种具有多个激光处理装置或激光处理室或激光处理站的车间。

发明内容