[发明专利]一种可变焦深激光切割头光学系统

权利要求书

1.一种可变焦深激光切割头光学系统，其特征在于：

包括沿光路依次设置的锥透镜(1)、第一光学透镜(2)、第二光学透镜(3)和第三光学透镜(4)；锥透镜(1)和第一光学透镜(2)之间为固定光学间距；第一光学透镜(2)和第二光学透镜(3)之间、第二光学透镜(3)和第三光学透镜(4)之间为可变光学间距；

锥透镜(1)用于产生无衍射光丝；

第一光学透镜(2)、第二光学透镜(3)和第三光学透镜(4)构成倒置变倍缩束系统，光焦度始终为零，随着光学间距的调整，所述倒置变倍缩束系统的光束缩小倍率为10x-20x；

锥透镜(1)入射面为平面，出射面为锥面，锥角角度为2°-5°，光学间距为2.52mm；

第一光学透镜(2)入射面为凸面，出射面为平面，入射面曲率半径为85.3mm，光学间距为8.26mm；

第二光学透镜(3)入射面为凹面，出射面为平面，入射面曲率半径为16.66mm，光学间距为2.14mm；

第三光学透镜(4)入射面和出射面均为凸面，并且入射面与出射面曲率半径均为38.43mm，光学间距为3.06mm；

锥透镜(1)和第一光学透镜(2)之间的光学间距为60mm；

第一光学透镜(2)和第二光学透镜(3)之间光学间距在134.8mm-146.6mm之间可调；第二光学透镜(3)和第三光学透镜(4)之间光学间距在5.2mm-15.7mm之间可调。

2.根据权利要求1所述的可变焦深激光切割头光学系统，其特征在于：锥透镜(1)、第一光学透镜(2)、第二光学透镜(3)和第三光学透镜(4)的面型精度小于0.005mm。

3.根据权利要求2所述的可变焦深激光切割头光学系统，其特征在于：锥透镜(1)、第一光学透镜(2)、第二光学透镜(3)和第三光学透镜(4)中，相邻两个光学元件之间的光学间距误差小于0.05mm。

4.根据权利要求3所述的可变焦深激光切割头光学系统，其特征在于：锥透镜(1)、第一光学透镜(2)、第二光学透镜(3)和第三光学透镜(4)的轴偏移均小于0.02mm，角度偏移小于0.5′。

5.根据权利要求4所述的可变焦深激光切割头光学系统，其特征在于：锥透镜(1)、第一光学透镜(2)、第二光学透镜(3)和第三光学透镜(4)均由熔融石英制成。