[发明专利]一种贝塞尔激光加工头焦深检测系统及方法

权利要求书

1.一种贝塞尔激光加工头焦深检测系统，其特征在于，包括激光器(1)及依次位于激光器(1)出射光路中的扩束镜(4)、双远心放大光学系统(6)和光束质量分析仪(7)；待测贝塞尔激光加工头(5)位于扩束镜(4)和双远心放大光学系统(6)之间；

激光器(1)用于提供激光束；

扩束镜(4)用于将激光束扩束后透射至待测贝塞尔激光加工头(5)；

双远心放大光学系统(6)用于将待测贝塞尔激光加工头(5)输出的贝塞尔光束进行放大，使放大后的贝塞尔光束中心主瓣直径达到光束质量分析仪(7)的有效像素数；

光束质量分析仪(7)用于检测经双远心放大光学系统(6)放大后的贝塞尔光束的中心主瓣直径和无衍射区域长度。

2.根据权利要求1所述的贝塞尔激光加工头焦深检测系统，其特征在于：双远心放大光学系统(6)包括沿光路依次设置的两个焦距分别为f₃、f₄的透镜，该双远心放大光学系统的横向放大率为β_O＝f₄/f₃，其中f₄＞f₃。

3.根据权利要求2所述的贝塞尔激光加工头焦深检测系统，其特征在于：还包括带刻度的导轨(8)，其中光束质量分析仪(7)安装在导轨(8)上并在轨道(8)上可以沿光轴方向移动。

4.根据权利要求3所述的贝塞尔激光加工头焦深检测系统，其特征在于：还包括位于激光器(1)与扩束镜(4)之间的反射镜，用于将激光器(1)出射的激光反射至扩束镜(4)。

5.一种基于权利要求1-4任一所述贝塞尔激光加工头焦深检测系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、开启激光器，使激光器出射的激光经扩束镜扩束后进入待测贝塞尔激光加工头，输出贝塞尔激光束，贝塞尔激光束进入双远心放大光学系统，输出放大后的贝塞尔激光束；

步骤2、移动光束质量分析仪，寻找贝塞尔激光束的无衍射传输距离的起始点A和终止点B，计算AB两点之间的距离即为放大后的贝塞尔激光束的无衍射传输距离Z″；

步骤3、根据双远心放大光学系统的横向放大率β₀，并结合公式(5)，即可逆推出放大前的贝塞尔激光束的焦深长度Z′；

Z′＝Z″/β₀² (5)。

6.根据权利要求5所述的基于权利要求1-4任一所述贝塞尔激光加工头焦深检测系统的方法，其特征在于：通过公式D₀′＝D′/β₀计算放大前的贝塞尔激光束的中心主瓣直径，其中，D′为放大后的贝塞尔激光束的中心主瓣直径。