一種激光散斑聚焦系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于激光成像領(lǐng)域，一種激光散斑聚焦系統(tǒng)。其重要特點是采用靜態(tài)聚焦系統(tǒng)與振鏡系統(tǒng)的組合，通過動態(tài)改變兩者的問距，實現(xiàn)激光焦點三維空間位置動態(tài)控制的目的，具有聚焦特性好、結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、成本低、應(yīng)用范圍廣等特點。
【專利說明】一種激光散斑聚焦系統(tǒng)
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本發(fā)明屬于激光成像領(lǐng)域，特別精確激光三維成像。
[技術(shù)背景]
[0002]目前市場上的激光成像系統(tǒng)，要么采用價格昂貴的進口動態(tài)聚焦系統(tǒng)，要么采用精確XY工作臺方式。
[0003]采用進口動態(tài)聚焦系統(tǒng)，其原理是聚焦鏡與振鏡系統(tǒng)之間距離保持不變，通過擴束鏡改變激光光束發(fā)散角，或者改變擴束器和聚集鏡之間的距離，來實現(xiàn)聚焦補償，其優(yōu)點是響應(yīng)速度快，加工幅面大，主要應(yīng)用在激光快速成型等領(lǐng)域，但對于一些對于焦點位置變化響應(yīng)速度不要求那么高的應(yīng)用領(lǐng)域而言，采用動態(tài)聚焦系統(tǒng)的方案，采購成本太高，存在配置嚴重浪費的情況。
[0004]采用精確XY工作臺的系統(tǒng)，主要又分為兩種情況，一種是工件動，激光焦點不動，一種是工件不動，采用飛行光路。前者的優(yōu)點是焦點位置精度高，但是由于工作臺慣性很大，因此加工速度很慢:后者加工速度方面較前者有較大提高，但是還是要使用較長行程的直線電機(前進速度快 >，因此還是存在成本過高導(dǎo)致市場競爭力不強的情況。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0005]本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種新的應(yīng)用于精確激光三維成像的外光路系統(tǒng)，具備結(jié)構(gòu)簡單可靠、成本低、控制簡便、高效率激光成像等特點。
[0006]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
為:
[0007]1.本發(fā)明提出一種激光散斑聚焦成像系統(tǒng)，與精確二維移動工作平臺工作方式相t匕，由于采用了振鏡，其突出優(yōu)點是激光成像加減速極大提高，且結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，激光加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。
[0008]2.本發(fā)明這種散斑聚焦系統(tǒng)，與采用動態(tài)聚焦成像系統(tǒng)相比，
[0009]在一些對焦點位置變化響應(yīng)速度要求不高的領(lǐng)域，可以極大的降低設(shè)備成本，并且結(jié)構(gòu)也簡單，易于維護保養(yǎng)。
[0010]3.本發(fā)明這種散斑聚焦系統(tǒng)，對于整個加工系統(tǒng)焦點的位置精度很容易控制，相反，移動擴束器的入射鏡片改變激光發(fā)散角進而改變焦點位置這種方法，對移動運動部件控制精度以及光軸與運動軌跡的相對位置要求都很高。
[0011]4.本發(fā)明提出的這種方法，與“振鏡+平場鏡”方案相比，本發(fā)明方案由于采用的其實是靜態(tài)聚焦，具有聚焦光學(xué)相差小，更易于獲得更小的聚焦光斑或者更精確的加工范圍。
[0012]5.本發(fā)明提出的這種方法，適合于精確激光成像切割和三維激光打標(biāo)、雕刻等領(lǐng)域。
[0013]6.本發(fā)明提出的這種方法，適合于各種波長的激光成像及掃描系統(tǒng)。[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0014]通過以下對本發(fā)明，一種一種激光散斑聚焦成像系統(tǒng)的若干實施例結(jié)合其附圖的描述，可以進一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點。其中，
[0015]圖1:聚焦激光經(jīng)振鏡成像截面圖
[【具體實施方式】]
[0016]請參見圖1，I是50瓦聲光調(diào)Q單模固體激光散斑器，光束質(zhì)量因子小于1.2，經(jīng)過高二十倍倍率的激光光束擴束器3后，變成光束直徑20毫米的準直光束，4與5分別是聚焦鏡的不同位置，聚焦鏡采用焦距1000毫米的三片組合靜態(tài)聚焦鏡，聚焦鏡頭固定在移動導(dǎo)軌上面，聚焦鏡頭可以沿著光束軸線前進或者后退。這種激光器與外光路配置，聚焦光斑直徑90微米，焦深9毫米?？傊?，本發(fā)明提出一種激光散斑聚焦成像系統(tǒng)，其重要特點是采用靜態(tài)聚焦系統(tǒng)與振鏡系統(tǒng)的組合，通過動態(tài)改變兩者的問距，實現(xiàn)激光焦點三維空間位置動態(tài)控制的目的，具有聚焦特性好、結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、成本低、應(yīng)用范圍廣等特點。
【權(quán)利要求】
1.一種激光散斑聚焦系統(tǒng)，其主要特征在于，要特點是采用靜態(tài)聚焦系統(tǒng)與振鏡系統(tǒng)的組合，通過動態(tài)改變兩者的間距，實現(xiàn)激光焦點三維空間位置動態(tài)控制的目的。
2.如權(quán)利要求1所述，其特征在于靜態(tài)聚焦系統(tǒng)可以是單透鏡，也可以是透鏡的組合。
3.如權(quán)利要求1所述，其特征在于靜態(tài)聚焦系統(tǒng)固定與運動機構(gòu)上面，可以沿著光軸前后移動，以改變靜態(tài)聚焦系統(tǒng)與振鏡系統(tǒng)的距離。
4.如權(quán)利要求2或者3所述，其特征在于根據(jù)激光加工焦點所在空間層次或者區(qū)域不同，靜態(tài)聚焦系統(tǒng)將處于光軸不同的位置，加以振鏡系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)，使激光焦點處于要求的空間位置。
【文檔編號】B23K26/046GK104162739SQ201310184931
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】劉家朋 申請人:劉家朋