[发明专利]一种基于多面棱镜超高匀速扫描的均匀线光斑光路系统

摘要

本发明提供了一种基于多面棱镜超高匀速扫描的均匀线光斑光路系统，由离轴抛物镜、离轴抛物柱面镜、斜多面棱镜、斜柱面抛物镜、离轴抛物柱面镜组成，适用于大范围功率的光纤输出类激光器，二氧化碳激光器等大范围激光器，获得聚焦光束传输方向一致、聚焦光斑位置共面的能量分布基本均匀的长条线光斑，可降低乃至消除激光淬火中光斑重复叠加因间隔时间过长而冷却时间极短而引起的软化层问题，保证硬化强度，同时由于获得的线条光斑长度可达上百毫米，能量分布均匀，多面棱镜扫描速度超速，在保证焦深前提下，可用于二维平面或一般三维曲面的大面积高速激光淬火、激光熔覆以及激光清洗。

主权项

一种基于多面棱镜超高匀速扫描的均匀线光斑光路系统，其特征在于：所有镜片均为反射式镜片，光路结构以非镀膜反射镜为参考基准，分别为离轴抛物准直镜、离轴抛物柱面镜、斜多面棱镜、斜柱面抛物镜与离轴抛物柱面镜，所述离轴抛物镜、所述离轴抛物柱面镜以及所述斜多面棱镜的光束中心在同一平面上，所述离轴抛物柱面镜聚焦后的光束传输方向与所述多面棱镜中心轴垂直共面，所述斜柱面抛物镜与所述离轴抛物柱面镜的光束中心在同一平面上；所述斜多面棱镜单面与其中心轴夹角为4°—5°，所述斜柱面抛物镜光束偏转角与所述斜多面棱镜相一致，且利用了抛物面对发散光的准直特性，获得传输方向相同的准直光束群，所述斜多面棱镜扫描范围及与斜柱面抛物镜间距决定斜柱面抛物镜长度，宽度取决于所述斜多面棱镜反射后光斑尺寸，斜柱面抛物镜抛物结构方向参数取决于准直光斑方向与特性；所述离轴抛物柱面镜单向聚焦，形成线光斑，所述斜多面棱镜匀速旋转时，实现聚焦光束传输方向基本一致，聚焦位置共面，可获得均匀能量分布的长线条光斑；所述离轴聚焦镜采用90°光束偏转角镜片；所述斜柱面抛物镜为双向结构，长向为抛物结构，宽向为斜线结构。