[发明专利]一种用于形成均匀光斑的透射式整形镜组

说明书

本发明属于激光加工用镜组技术领域，具体涉及一种用于形成均匀光斑的透射式整形镜组，包括光准直机构和光整形机构，所述光准直机构用于将入射光准直，所述光整形机构用于将准直后的光线整形为所需的平顶光束。本发明的透射式整形镜组通过光准直机构将入射光准直，并通过光整形机构将准直后的光线整形为所需的平顶光束，获得均匀分布的光斑，不会出现局部过热而使材料碳化的现象，且透射式整形镜组的镜片具备成熟的加工工艺，可以采用国产设备自行生产，无需依赖进口。

技术领域

本发明属于激光加工用镜组技术领域，具体涉及一种用于形成均匀光斑的透射式整形镜组。

背景技术

我们生活中常见的非金属材料主要有皮革、布纤维、木材或木制品(包括纸类)、橡胶与塑料、玻璃/水晶、建筑材料，以及一些人工合成材料等。非金属材料的激光制造，特别是玻璃方面，由于手机摄像头玻片、手机触摸屏等的加工要求用上了激光切割，带动了激光精密切割玻璃的发展。还有一些针对玻璃、塑料瓶子的打标，木材的镭雕工艺，以及塑料焊接，亚克力的内雕，皮革的切割等应用。

激光加热技术是激光对非金属材料加工的重要手段，但是非金属材料的熔点比较低通常只有数百度，同时导热系数又普遍较低，无法快速散热，激光功率只要稍高就会将材料碳化，激光功率不均匀也会出现局部碳化的现象。目前市场上的矩形激光整形镜主要是铜基反射式积分镜，其本身就容易发生氧化，在激光照射的高温下更容易氧化，导致镜片的反射率降低而烧毁，需要不断更换。而且二维的铜反射镜从设计到加工都很复杂，需要依赖外国进口设备才能生产，价格昂贵，无法做到自给自足。鉴于此，有必要开发一种能够形成均匀光斑的整形镜组，可以是经过镜组整形的光呈现均匀的二维平顶光斑，同时，整形镜组所采用的镜片具备成熟的加工工艺，可以采用国产设备自行生产，无需依赖进口。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种用于形成均匀光斑的透射式整形镜组，该透射式整形镜组包括光准直机构和光整形机构，光准直机构用于将入射光准直，光整形机构用于将准直后的光线整形为所需的平顶光束，获得均匀分布的光斑，不会出现局部过热而使材料碳化的现象，且透射式整形镜组的镜片具备成熟的加工工艺，可以采用国产设备自行生产，无需依赖进口。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于形成均匀光斑的透射式整形镜组，包括光准直机构和光整形机构，所述光准直机构用于将入射光准直，所述光整形机构用于将准直后的光线整形为所需的平顶光束。

作为优选，上述光准直机构包括准直镜一和准直镜二，所述准直镜一和准直镜二平行间隔排列，构成一组空气间隔的消像差透镜组。

作为优选，上述光整形机构包括平行间隔排列的整形棱镜一和整形棱镜二，所述整形棱镜一和整形棱镜二分别用于对入射光的X方向和Y方向做整形，便于形成均匀的二维平顶光斑。

作为优选，上述整形棱镜一和整形棱镜二的入射面均为平面，出光面均为多棱面，所述多棱面上设有n条棱，将多棱面分隔为n+1个棱镜面，所述n≥1；所述整形棱镜一和整形棱镜二的多棱面上的棱相互垂直。

作为优选，上述棱镜面均为平整的平面。

作为优选，上述n为偶数，偶数条所述棱将多棱面分隔为奇数个棱镜面，位于最中间的所述棱镜面为中央棱镜面，其余为两侧棱镜面，所述中央棱镜面与水平面平行，所述两侧棱镜面对称分布在中央棱镜面的两侧，从中央棱镜面开始逐渐朝向入射面一侧倾斜，使所有棱镜面折射出的光线均在工作面上汇聚并完全重合。

作为优选，上述两侧棱镜面与水平面的夹角为α，所述α最大为积分镜所采用的材质能够使垂直入射的光线发生折射的最大倾斜角度。

作为优选，上述整形棱镜一和整形棱镜二的材质均为熔融石英或光学玻璃；所述整形棱镜一和整形棱镜二的横截面均呈正方形或圆形，作为优选，所述整形棱镜一和整形棱镜二的横截面均呈正方形。