[发明专利]一种具有圆形和环形光斑切变功能的光学系统

说明书

本发明公开一种具有圆形和环形光斑切变功能的光学系统，其特征在于，包括：激光系统，用于产生激光束，并且将所述激光束准直后聚焦；双纤芯光纤，包括内纤芯以及包络于所述内纤芯的环状外纤芯；双楔形棱镜组：包括第一楔形镜片以及第二楔形镜片，所述第一楔形镜片以及第二楔形镜片的光轴重合；所述双楔形棱镜组设置于激光束照射路径的任意位置上，第一楔形镜与第二楔形镜片的相对旋转，使所述激光系统得到的焦点照射于双纤芯光纤的内纤芯或者外纤芯的截面。

【技术领域】

本发明涉及种一种具有圆形和环形光斑切变功能的光学系统。。

【背景技术】

现代激光技术高速发展，其在工业加工领域、国防、医疗等领域的应用不断的扩展，尤其是高功率光纤激光器在工业加工领域展现出独有的优势，例如金属板材的切割，但同时在焊接、熔覆、清洗等领域都展现出巨大的潜力。在以上的应用中常常需要根据具体工艺或者应用场合选择光束类型，例如，由圆形光束切换到圆环状光束。

为了获取不同光束模式的光束，在实际应用中，激光器往往针对一种光束设计，从而每一种光束都需要对应一台激光器，当需要从圆形光束切换成环形光束的使用工况，要求相应地切换激光器，这大大增加了使用成本和系统复杂度。

【发明内容】

综上所述，本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种具有圆形和环形光斑切变功能的光学系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：具有圆形和环形光斑切变功能的光学系统，包括：激光系统，用于产生激光束，并且将所述激光束准直后聚焦；

双纤芯光纤，包括内纤芯以及包络于所述内纤芯的环状外纤芯；

双楔形棱镜组：包括第一楔形镜片以及第二楔形镜片，所述第一楔形镜片以及第二楔形镜片的光轴重合；

所述双楔形棱镜组设置于激光束照射路径的任意位置上，第一楔形镜与第二楔形镜片的相对旋转，使所述激光系统得到的焦点照射于双纤芯光纤的内纤芯或者外纤芯的截面。

在一些具体实施方式中，所述激光系统包括：激光器、准直镜片以及聚焦镜片；所述激光器产生的激光束经过准直镜片变成平行光束后，由聚焦镜片聚焦。

在一些具体实施方式中，所述双楔形棱镜组设置于激光器与准直镜片之间，激光器的中心和第一楔形镜片以及第二楔形镜片的光轴重合；

所述第一楔形镜与第二楔形镜片的相对旋转，使激光器与准直镜片之间的激光束发生偏折，发生偏折的激光束经过准直镜片和聚焦镜片镜片后得到的焦点照射于内纤芯或者外纤芯的截面。

在一些具体实施方式中，所述双楔形棱镜组设置于准直镜片以及聚焦镜片之间，准直镜片与聚焦镜片之间的平行激光束的中心和第一楔形镜片以及第二楔形镜片的光轴重合；所述第一楔形镜与第二楔形镜片的相对旋转，使准直镜片以及聚焦镜片之间的激光束发生偏折，发生偏折的激光束经过聚焦镜片镜片后得到的焦点照射于内纤芯或者外纤芯的截面。

在一些具体实施方式中，所述双楔形棱镜组设置于聚焦镜片和双纤芯光纤之间，聚焦镜片和双纤芯光纤之间的激光束的中心和第一楔形镜片以及第二楔形镜片的轴心重合；所述第一楔形镜与第二楔形镜片的相对旋转，使聚焦镜片和双纤芯光纤之间的激光束发生偏折，发生偏折的激光束照射于内纤芯或者外纤芯的截面。

本发明的技术方案中，通过旋转位于激光束内的第一楔形镜或者第二楔形镜片，在第一楔形镜或者第二楔形镜片处在某一个位置上，光束照射双楔形棱镜组后经过聚焦镜片后，激光束不发生偏折，最终形成一个焦点，使该焦点其落在内纤芯上，旋转双楔形棱镜组中的第一楔形镜或者第二楔形镜片，使第一楔形镜和第二楔形镜片的相对位置发生改变，在此位置栅个，经过第一楔形镜和第二楔形镜片的激光束发生偏折，最终使得到的焦点发生移动落在第二纤芯的截面截面上，由于给第二纤芯为环状结构，最终经过第二纤芯的引导后，得到环状光斑。由此可见，本发明的光学系统最终可以得到圆形光斑或者环状光斑，并且，可以在圆形光斑和环状光斑之间切换，而无需分别制造另外一个激光设备。