[发明专利]光束整形装置

说明书

本申请提供一种光束整形装置，其包括激光器、第一可旋转反射镜、高斯光传播光学组件和平顶光传播光学组件，激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光；第一可旋转反射镜的入光面相对于入射光束呈45°夹角，第一可旋转反射镜具有将入射光束折转至高斯光传播光学组件的第一状态和将入射光束折转至平顶光传播光学组件的第二状态，第一可旋转反射镜通过90°旋转实现在第一状态和第二状态之间的切换。本申请光束整形装置既可以满足高斯光的加工需求，又可以满足平顶光的加工需求。

技术领域

本发明涉及光学设计技术领域，特别涉及一种光束整形装置。

背景技术

传统激光加工头是激光加工系统的重要组成部分，其主要包括光学镜组和送粉装置。光学镜组的作用是主要完成将激光光束从高功率光纤激光器的光纤端面传输至工作平面上，主要包括准直镜组和会聚镜组，是激光加工头中的核心部分，是实现激光加工头能否工作的重要部件。

激光器产生的光束基本都是呈高斯分布，但是在一些特殊的使用场景，某些材料的加工并不适合用到高斯光，现有方法无法实现激光能量高斯分布到平顶分布的切换。

发明内容

本发明基于现有技术存在的问题提出提供了一种能够实现在高斯光和平顶光之间切换的光束整形装置。

本发明提供一种光束整形装置，其包括激光器、第一可旋转反射镜、高斯光传播光学组件和平顶光传播光学组件，激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光；第一可旋转反射镜的入光面相对于入射光束呈45°夹角，第一可旋转反射镜具有将入射光束折转至高斯光传播光学组件的第一状态和将入射光束折转至平顶光传播光学组件的第二状态，第一可旋转反射镜通过90°旋转实现在第一状态和第二状态之间的切换。

其中，光束整形装置还包括第一驱动电机，第一驱动电机用于驱动第一可旋转反射镜旋转。

其中，高斯光传播光学组件包括第一反射镜和针孔滤波装置，在第一状态时，第一可旋转反射镜将入射光束折转至第一反射镜，第一反射镜将激光束进一步反射至针孔滤波装置。

其中，平顶光传播光学组件包括第二反射镜和非球面镜组，在第二状态时，第一可旋转反射镜将入射光束折转至第二反射镜，第二反射镜将激光束进一步反射至针孔滤波装置。

其中，高斯光传播光学组件还包括第三反射镜，平顶光传播光学组件还包括第四反射镜，光束整形装置还包括第二可旋转反射镜，第二可旋转反射镜用于在第一状态时接收针孔滤波装置出射后由第三反射镜反射的高斯光，以及用于在第二状态时接收非球面镜组出射后由第四反射镜反射的平顶光，第二可旋转反射镜通过90°旋转的方式实现接收高斯光或平顶光，第二可旋转反射镜进一步将高斯光或平顶光反射出去，第二可旋转反射镜反射的高斯光或平顶光的出光方向与激光器的出光方向同轴。

其中，光束整形装置还包括第二驱动电机，第二驱动电机用于驱动第二可旋转反射镜旋转。

其中，非球面镜组为开普勒型非球面镜组或伽利略型非平面镜组。

其中，光束整形装置还包括变倍扩束透镜组。

与现有技术相比，本发明光束整形装置激光器发出的激光束经第一可旋转反射镜折转后进入高斯光传播光学组件或者进入平顶光传播光学组件后形成加工光，由于第一可旋转反射镜的设置和高斯光、平顶光两条光路的设置，使得本申请光束整形装置既可以满足高斯光的加工需求，又可以满足平顶光的加工需求。

附图说明

图1为本申请光束整形装置一优选实施例的光路原理图；

图2为图1所示光束整形装置的非球面镜组的另一实施方式光路结构图；

图3为图1所示光束整形装置的可旋转反射镜转动示意图。