專利名稱：一種激光合束系統(tǒng)及一種激光合束方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光合束系統(tǒng)及一種激光合束方法。
背景技術(shù)：
對于板條式的C02激光器，提高激光輸出功率有利于提高加工速度，提升生產(chǎn)效率。而設(shè)計制造高功率輸出的的C02激光器，技術(shù)難度大，制造工藝要求高。把兩個同一型號的板條式C02激光器的激光光束合成為一束激光，合成輸出的激光光束功率為單個激光光束的激光功率的2倍，可以保證激光器工作穩(wěn)定的前提下，滿足加工使用(如切割)對高功率的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種激光合束系統(tǒng)及一種激光合束方法。一種激光合束系統(tǒng)，包括第一激光器、第二激光器、反射鏡、合束鏡，合束鏡為薄膜偏振片，合束鏡包括第一鏡面及第二鏡面，第一激光器輸出光路的中心線上設(shè)置有反射鏡， 第一激光器輸出的激光光束經(jīng)反射鏡反射后，入射到合束鏡的第一鏡面并發(fā)生鏡面反射， 第二激光器發(fā)出的激光光束以布儒斯特角入射到合束鏡，第二激光器發(fā)出的激光光束透射過合束鏡后，與經(jīng)合束鏡的第一鏡面反射的激光光束重合為一個光束，所述第一激光器、第二激光器發(fā)射的激光為線偏振光。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述第二激光器發(fā)出的激光的偏振方向平行于合束鏡的第二鏡面的法線與入射光線確定的平面，第一激光器發(fā)出的激光的的偏振方向垂直于合束鏡的第二鏡面的法線與入射光線確定的平面。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述激光合束系統(tǒng)還設(shè)有第一調(diào)節(jié)透鏡及第二調(diào)節(jié)透鏡，第一調(diào)節(jié)透鏡設(shè)置于第一激光器的光路上，第一激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第一調(diào)節(jié)透鏡中心，第二調(diào)節(jié)透鏡設(shè)置于第二激光器的光路上，第二激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第二調(diào)節(jié)透鏡中心。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述激光合束系統(tǒng)還設(shè)有第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡及第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡，第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡設(shè)置于第一激光器的光路上，第一激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡中心。第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡設(shè)置于第二激光器的光路上，第二激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡中心。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述合束鏡的第一鏡面表面設(shè)有增加S光的反射率的薄膜。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述激光合束系統(tǒng)設(shè)有第一調(diào)節(jié)鏡及第二調(diào)節(jié)鏡，所述第一調(diào)節(jié)鏡及第二調(diào)節(jié)鏡設(shè)置于第一激光器的光路上，第一激光器所發(fā)射的激光光束經(jīng)第一調(diào)節(jié)鏡、第二調(diào)節(jié)鏡反射后入射于合束鏡。本發(fā)明還公開一種激光合束方法。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的激光合束系統(tǒng)可將相同型號的激光器所發(fā)射的激光光束合成。合成輸出的激光光束功率為單束激光功率的2倍，可以保證激光器工作穩(wěn)定的前提下，滿足加工使用對高激光功率的要求。


圖1是本發(fā)明第一實施例激光合束系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第二實施例激光合束系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明第三實施例激光合束系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合

及具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步說明。請參閱圖1，本發(fā)明提供了一種激光合束系統(tǒng)及一種激光合束方法。激光合束系統(tǒng) 10包括第一激光器11、第二激光器12、反射鏡13、合束鏡15。在本實施例中，第一激光器11、第二激光器12為同一型號的激光器，可發(fā)射相同參數(shù)的激光光束，第一激光器11所發(fā)射的激光光束110、第二激光器12所發(fā)射的激光光束 120為線偏振光。合束鏡15為薄膜偏振片(TFP，thin film polarizaer)，合束鏡15包括第一鏡面151及第二鏡面152。當(dāng)光線以布儒斯特角入射到合束鏡15上之后，入射面為入射光線和鏡面的法線確定的平面，光線的偏振方向平行于入射面的激光(P光)可以通過，偏振方向垂直于入射面的激光(S光)發(fā)生全反射。所述合束鏡15的第一鏡面151表面設(shè)有增加S光的反射率的薄膜，薄膜用于增加S光的反射率，對于P光的透過率沒有影響。第一激光器11輸出光路的中心線上設(shè)置有反射鏡13，第一激光器11輸出的激光光束Iio經(jīng)反射鏡13反射后，入射到合束鏡15的第一鏡面151并發(fā)生鏡面反射。合束鏡 15的第二鏡面152為入射面。第二激光器12發(fā)出的激光光束120以布儒斯特角入射到合束鏡15，在合束鏡15的第二鏡面152和合束鏡15的第一鏡面151均為透射。第二激光器 12發(fā)出的激光透射過合束鏡15后，與經(jīng)合束鏡15的第一鏡面151反射的激光光束100重合為一個光束，重合后的光束，激光功率為第一激光器11激光光束110功率和第二激光器 12激光光束120功率的和。第二激光器12發(fā)出為線偏振光的激光光束120，該激光光束 120的偏振方向平行于第二激光器12發(fā)出的入射光線和合束鏡15的第二鏡面152的法線決定的入射平面，第一激光器11發(fā)出的為線偏振光的激光光束110的偏振方向垂直于第一激光器11發(fā)出的入射光線和合束鏡15的第二鏡面152的法線決定的入射平面。使用該激光合束系統(tǒng)10進(jìn)行激光合束包括以下步驟
第一激光器11和第二激光器12正交放置，第一激光器11、第二激光器12輸出的激光光束平行，第一激光器11輸出的激光光束110偏振方向與第二激光器12輸出的激光光束 120偏振方向正交。調(diào)整第二激光器12，使激光光束120以布儒斯特角入射到合束鏡15上，從合束鏡 15中心通過。利用第一調(diào)節(jié)鏡和第二調(diào)節(jié)鏡調(diào)整第一激光器11的激光光束110方向和位置，使第一激光器11的激光光束110與第二激光器12的激光光束120重合。請參見圖2，圖2所示為本發(fā)明的第二實施例，第二實施例的激光合束系統(tǒng)20包括第一激光器21、第二激光器22、合束鏡25、第一調(diào)節(jié)透鏡26、第二調(diào)節(jié)透鏡27、第一調(diào)節(jié)鏡 28及第二調(diào)節(jié)鏡29。第一調(diào)節(jié)透鏡26、第一調(diào)節(jié)鏡28、第二調(diào)節(jié)鏡29依次設(shè)置于第一激光器21的光路上，第一激光器21所發(fā)射的激光光束210穿過所述第一調(diào)節(jié)透鏡26中心。 第二調(diào)節(jié)透鏡27設(shè)置于第二激光器12的光路上，第二激光器22所發(fā)射的激光光束220穿過所述第二調(diào)節(jié)透鏡27中心。使用本發(fā)明第二實施例的激光合束系統(tǒng)20進(jìn)行激光合束還包括以下步驟
調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)鏡28、第二調(diào)節(jié)鏡29，第一激光器21所發(fā)射的激光光束100經(jīng)第一調(diào)節(jié)鏡28、第二調(diào)節(jié)鏡29反射后入射于合束鏡25。調(diào)整第一調(diào)節(jié)透鏡26和第二調(diào)節(jié)透鏡27的位置，使第一激光器21的激光光束 210束腰和第二激光器22的激光光束220腰重合。請參見圖3，圖3所示為本發(fā)明的第三實施例，第三實施例的激光合束系統(tǒng)30包括第一激光器31、第二激光器32、合束鏡35、第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡36、第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡37、第一調(diào)節(jié)鏡38及第二調(diào)節(jié)鏡39。第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡36、第一調(diào)節(jié)鏡38及第二調(diào)節(jié)鏡39設(shè)置于第一激光器31的光路上，第一激光器31所發(fā)射的激光光束310穿過所述第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡36 中心。第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡37設(shè)置于第二激光器32的光路上，第二激光器32所發(fā)射的激光光束320穿過所述第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡37中心。使用本發(fā)明第三實施例的激光合束系統(tǒng)30進(jìn)行激光合束還包括以下步驟
調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)鏡38、第二調(diào)節(jié)鏡39，第一激光器31所發(fā)射的激光光束310經(jīng)第一調(diào)節(jié)鏡38、第二調(diào)節(jié)鏡39反射后入射于合束鏡35。調(diào)整第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡36和第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡37的位置，使第一激光器31的激光光束310束腰和第二激光器32的激光光束320腰重合。本發(fā)明的激光合束系統(tǒng)可將相同型號的激光器所發(fā)射的激光光束合成。合成輸出的激光光束的功率為單個激光光束的激光功率的2倍，可以保證激光器工作穩(wěn)定的前提下，滿足加工使用對高激光功率的要求。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種激光合束系統(tǒng)，其特征在于包括第一激光器、第二激光器、反射鏡、合束鏡，合束鏡為薄膜偏振片，合束鏡包括第一鏡面及第二鏡面，第一激光器輸出光路的中心線上設(shè)置有反射鏡，第一激光器輸出的激光光束經(jīng)反射鏡反射后，入射到合束鏡的第一鏡面并發(fā)生鏡面反射，第二激光器發(fā)出的激光光束以布儒斯特角入射到合束鏡，第二激光器發(fā)出的激光光束透射過合束鏡后，與經(jīng)合束鏡的第一鏡面反射的激光光束重合為一個光束，所述第一激光器、第二激光器發(fā)射的激光為線偏振光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光合束系統(tǒng)，其特征在于所述第二激光器發(fā)出的激光的偏振方向平行于合束鏡的第二鏡面的法線與入射光線確定的平面，第一激光器發(fā)出的激光的偏振方向垂直于合束鏡的第二鏡面的法線與入射光線確定的平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光合束系統(tǒng)，其特征在于所述激光合束系統(tǒng)還設(shè)有第一調(diào)節(jié)透鏡及第二調(diào)節(jié)透鏡，第一調(diào)節(jié)透鏡設(shè)置于第一激光器的光路上，第一激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第一調(diào)節(jié)透鏡中心，第二調(diào)節(jié)透鏡設(shè)置于第二激光器的光路上，第二激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第二調(diào)節(jié)透鏡中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光合束系統(tǒng)，其特征在于所述激光合束系統(tǒng)還設(shè)有第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡及第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡，第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡設(shè)置于第一激光器的光路上，第一激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡中心，第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡設(shè)置于第二激光器的光路上，第二激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光合束系統(tǒng)，其特征在于所述合束鏡的第一鏡面表面設(shè)有增加S光的反射率的薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光合束系統(tǒng)，其特征在于所述激光合束系統(tǒng)設(shè)有第一調(diào)節(jié)鏡及第二調(diào)節(jié)鏡，所述第一調(diào)節(jié)鏡及第二調(diào)節(jié)鏡設(shè)置于第一激光器的光路上，第一激光器所發(fā)射的激光光束經(jīng)第一調(diào)節(jié)鏡、第二調(diào)節(jié)鏡反射后入射于合束鏡。
7.一種使用權(quán)利要求1所述激光合束系統(tǒng)的激光合束方法，其特征在于包括以下步驟，第一激光器和第二激光器正交放置，第一激光器、第二激光器輸出的激光光束平行，第一激光器輸出的激光光束的偏振方向與第二激光器輸出的激光光束的偏振方向正交；調(diào)整第二激光器，使激光光束以布儒斯特角入射到合束鏡上，從合束鏡中心通過；利用第一調(diào)節(jié)鏡和第二調(diào)節(jié)鏡調(diào)整第一激光器的激光光束方向和位置，使第一激光器的激光光束與第二激光器的激光光束重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述激光合束方法，其特征在于所述激光合束系統(tǒng)還設(shè)有第一調(diào)節(jié)透鏡及第二調(diào)節(jié)透鏡，第一調(diào)節(jié)透鏡設(shè)置于第一激光器的光路上，第一激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第一調(diào)節(jié)透鏡中心，第二調(diào)節(jié)透鏡設(shè)置于第二激光器的光路上，第二激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第二調(diào)節(jié)透鏡中心，所述激光合束方法還包括以下步驟， 調(diào)整第一調(diào)節(jié)透鏡和第二調(diào)節(jié)透鏡的位置，使第一激光器的激光束腰和第二激光器的激光束腰重合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述激光合束方法，其特征在于所述激光合束系統(tǒng)還設(shè)有第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡及第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡，第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡設(shè)置于第一激光器的光路上，第一激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡中心，第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡設(shè)置于第二激光器的光路上，第二激光器所發(fā)射的激光光束穿過所述第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡中心，所述激光合束方法還包括以下步驟，調(diào)整第一調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡和第二調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡的位置，使第一激光器的激光束腰和第二激光器的激光束腰重合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述激光合束方法，其特征在于所述第二激光器發(fā)出的激光光束的偏振方向平行于合束鏡的第二鏡面的法線與第二激光器發(fā)出的激光光束確定的入射面，第一激光器發(fā)出的線偏振光偏振方向垂直于合束鏡的第二鏡面的法線與第一激光器發(fā)出的激光光束確定的平面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光合束系統(tǒng)，包括第一激光器、第二激光器、反射鏡、合束鏡，合束鏡為薄膜偏振片，合束鏡包括第一鏡面及第二鏡面，第一激光器輸出光路的中心線上設(shè)置有反射鏡，第一激光器輸出的激光光束經(jīng)反射鏡反射后，入射到合束鏡的第一鏡面并發(fā)生鏡面反射，第二激光器發(fā)出的激光光束以布儒斯特角入射到合束鏡，第二激光器發(fā)出的激光光束透射過合束鏡后，與經(jīng)合束鏡的第一鏡面反射的激光光束重合為一個光束。本發(fā)明還公開一種激光合束方法。本發(fā)明的激光合束系統(tǒng)可將相同型號的激光器所發(fā)射的激光光束合成。合成輸出的激光光束功率為單束激光功率的2倍，可以保證激光器工作穩(wěn)定的前提下，滿足加工使用對高激光功率的要求。
文檔編號G02B27/09GK102289078SQ201110169538
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者張鵬, 林守利, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司