[发明专利]一种可调变的宽带激光加工光学系统及加工方法

权利要求书

1.一种可调变的宽带激光加工光学系统，其特征在于，该系统包括激光器、移动聚焦透镜单元、扫描振镜单元和工作面；

所述移动聚焦透镜单元包括聚焦透镜、第一电机和导轨，所述第一电机控制所述聚焦透镜沿所述导轨运动；

所述扫描振镜单元包括振镜、第二电机，所述振镜与所述第二电机连接；

所述激光器发出的光束以一定发散角入射至所述聚焦透镜，光束经所述聚焦透镜准直聚焦后入射至所述振镜，再经所述振镜反射，从而用于对所述工作面上的工件进行激光加工。

2.如权利要求1所述的宽带激光加工光学系统，其特征在于，该系统还包括分光装置，所述分光装置包括分光棱镜、两个对称放置的反射镜和滑动槽，所述分光棱镜可沿所述滑动槽移动；

光束经所述振镜反射至所述分光棱镜的两分光棱面，通过所述分光棱镜反射分光为两个子光束，所述两个子光束分别经所述反射镜反射后会聚于所述工作面上得到两个光斑。

3.如权利要求2所述的宽带激光加工光学系统，其特征在于，所述两个子光束会聚时呈一特定夹角，在两个子光束之间形成的中空无光区域内放置多通道送粉管以进行光粉同步输送。

4.如权利要求1-3任一项所述的宽带激光加工光学系统，其特征在于，所述聚焦透镜与导轨上的支架相连接，通过所述第一电机控制其在导轨上沿光轴方向来回移动，以调节扫描时的光斑宽度。

5.如权利要求1-3任一项所述的宽带激光加工光学系统，其特征在于，所述第二电机驱动所述振镜来回振动进行宽带光束扫描，通过编程调整所述振镜扫描的角度，调节光斑的扫描范围。

6.基于权利要求1-3任一项所述宽带激光加工光学系统的加工方法，其特征在于，通过调节所述振镜的扫描速度控制各个位置光斑的停留时长，以获得特定形状的光场分布。

7.如权利要求6所述的加工方法，其特征在于，控制所述振镜在偏转角度较大时的扫描速度小于偏转角度较小时的扫描速度，在所述工作面上获得光场分布呈现两侧高、中心低的鞍形光场。

8.基于权利要求2或3所述宽带激光加工光学系统的加工方法，其特征在于，通过控制所述分光棱镜沿所述滑动槽在两个反射镜之间来回移动，调节两个子光束的能量分配，从而改变工作面上两个光斑的宽度比例。

9.基于权利要求2或3所述宽带激光加工光学系统的加工方法，其特征在于，通过调节所述反射镜的转动角度改变两个子光束的会聚角度，从而控制所述工作面上两个光斑的间距。

10.一种激光加工装置，其特征在于，使用如权利要求1-5任一项所述的宽带激光加工光学系统。