[发明专利]用于高斯光束整形的光学机构、激光切割系统及工艺

权利要求书

1.一种用于高斯光束整形的光学机构，其特征在于，包括：第一透镜和准直结构，所述第一透镜用于将高斯光束整形为扇形发散的线性光束，所述准直结构用于对所述线性光束进行准直，使其光束截面为线性光斑，且所述线性光斑在沿着其长度方向上，能量均匀分布；

所述第一透镜包括第一入射面和第一出射面，所述第一入射面的曲率半径为正，圆锥系数为负，所述第一出射面为平面。

2.根据权利要求1所述的用于高斯光束整形的光学机构，其特征在于，所述准直结构包括第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的轴线与水平方向平行，所述第三透镜的轴线与竖直方向平行。

3.根据权利要求2所述的用于高斯光束整形的光学机构，其特征在于，所述线性光束的长度为l，所述l受所述第一出射面到所述第二透镜的第二入射面的距离L、第一透镜的厚度H以及扇形发散角Ѳ的约束，约束公式为：

。

4.根据权利要求3所述的用于高斯光束整形的光学机构，其特征在于，所述扇形发散角为15°～30°；

所述第一入射面的曲率半径为0.4～0.8，圆锥系数为-3.2～-10。

5.根据权利要求1所述的用于高斯光束整形的光学机构，其特征在于，射入所述第一透镜的高斯光束的直径为0.78±0.02mm。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的用于高斯光束整形的光学机构，其特征在于，所述线性光束长度为16mm，宽度为0.3mm。

7.一种超薄玻璃激光切割系统，其特征在于，包括激光源、反向激光扩束镜；所述激光源用于输出高斯光束，所述反向激光扩束镜用于将所述高斯光束的直径调整为预设值；

所述激光切割系统还包括如权利要求1至5任意一项所述的用于高斯光束整形的光学机构。

8.根据权利要求7所述的激光切割系统，其特征在于，所述激光源为一氧化碳激光器。

9.根据权利要求7所述的激光切割系统，其特征在于，所述激光切割系统还包括用于改变所述高斯光束的传播方向的反射镜。

10.一种超薄玻璃的激光切割工艺，其特征在于，包括：

方向调整步骤，将高斯光束射入反射镜表面，反射后的高斯光束与超薄玻璃加工面垂直；

光束整形步骤，用第一透镜对射入的高斯光束进行整形，射出扇形发散的线性光束，再依次经过第二透镜和第三透镜进行准直，使其光束截面为线性光斑，且线性光斑在沿着其长度方向上，能量均匀分布；

位置校准步骤，调整超薄玻璃或线性光束的位置，使线性光束的位置与超薄玻璃上的切割线平行。

11.根据权利要求10所述的激光切割工艺，其特征在于，所述位置校准步骤包括：

使用高精度的相机或者激光传感器识别超薄玻璃产品的位置，生成产品位置坐标；使用激光光斑采集器或者光束分析仪采集线性光斑的位置，生成线性光斑位置坐标；根据产品位置坐标和线性光斑位置坐标，调整超薄玻璃或线性光束的位置，使线性光束的位置与超薄玻璃上的切割线平行。

12.根据权利要求10所述的激光切割工艺，其特征在于，在所述光束整形步骤之前，还包括直径调整步骤：

用反向激光扩束镜将高斯光束的直径调整为预设值；

所述预设值为0.78±0.02mm。

13.根据权利要求10所述的激光切割工艺，其特征在于，所述超薄玻璃的厚度小于0.1mm。