[发明专利]变倍激光扩束镜及激光加工系统

说明书

本发明提供了一种变倍激光扩束镜以及激光加工系统，变倍激光扩束镜包括：激光光路，具有入射端和出射端，激光光束自入射端进入变倍激光扩束镜，并由出射端射出；透镜组，包括沿入射端至出射端的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜和第三透镜均为负透镜，第二透镜和第四透镜均为正透镜；其中，第二透镜的焦距不小于第三透镜的焦距。本实施例的变倍激光扩束镜，通过设置“负‑正‑负‑正”的光学结构形式，在具有紧凑结构的前提下，可以使照射在第三透镜上的激光束光斑具有较大的尺寸，从而降低第三透镜上单位面积的激光束能量，故降低了在变倍激光扩束镜变倍过程中透镜组受到的激光损伤。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种变倍激光扩束镜及激光加工系统。

背景技术

在激光加工系统中，由于激光器的出射激光光束光斑较小、光束能量较高，因此需要设置扩束镜对激光器发出的激光光束进行扩束。

市面上常见的扩束镜一般采用“正-负-正”的光学结构排布，以形成变倍扩束镜，变倍扩束镜可以通过选择合适的变倍倍数以使激光加工性能最优。但在现有的变倍扩束镜中，负透镜位于正透镜的焦平面附近，因此激光束从正透镜形成的汇聚激光束会直接照射到负透镜上，激光束在负透镜上形成的光斑比入射在正透镜上的光斑小，这样便会导致负透镜上单位面积的激光束能量较高，负透镜的使用寿命受到影响而缩短变倍扩束镜的使用寿命。

因此有必要设计一种新型的扩束镜，以改变现状。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种变倍激光扩束镜及激光加工系统，用于解决传统激光加工系统中，由于单位面积上激光束能量较高，而导致变倍扩束镜寿命受到影响的问题。

本发明提出一种变倍激光扩束镜，包括：

激光光路，具有入射端和出射端，激光光束自所述入射端进入所述变倍激光扩束镜，并由所述出射端射出；以及

透镜组，包括沿所述入射端至所述出射端的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜和所述第三透镜均为负透镜，所述第二透镜和所述第四透镜均为正透镜；其中，所述第二透镜的焦距不小于所述第三透镜的焦距。

在本发明的一些实施例中，所述第一透镜为双凹型负透镜，且所述第一透镜的焦距范围为-12mm～-15mm。

在本发明的一些实施例中，所述第二透镜的焦距范围为22mm～25mm。

在本发明的一些实施例中，所述第三透镜为双凹型负透镜，且所述第三透镜的焦距范围为-20mm～-25mm。

在本发明的一些实施例中，所述第四透镜为双凸型正透镜，且所述第四透镜的焦距范围为80mm～100mm。

在本发明的一些实施例中，所述第二透镜为弯月型正透镜。

在本发明的一些实施例中，所述第二透镜包括多个单独透镜，且多个所述单独透镜沿所述入射端至所述出射端的方向依次设置。

在本发明的一些实施例中，所述第一透镜与所述第四透镜之间的间距尺寸不大于150mm。

在本发明的一些实施例中，沿所述激光光路，所述激光光束在所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜上分别形成有第一光斑、第二光斑、第三光斑以及第四光斑，所述第一光斑的直径尺寸为Φ1，所述第二光斑的直径尺寸为Φ2，所述第三光斑的直径尺寸为Φ3，所述第四光斑的直径尺寸为Φ4；其中，Φ3≥Φ1，Φ2＞Φ3，Φ4＞Φ3。

在本发明的一些实施例中，所述第一透镜和所述第二透镜相对活动设置，所述第一透镜与所述第二透镜之间为第一间隔尺寸；所述第三透镜和所述第四透镜相对活动设置，所述第三透镜与所述第四透镜之间为第二间隔尺寸；其中，所述第一间隔尺寸的可变范围小于10mm，所述第二间隔尺寸的可变范围小于20mm。