[实用新型]激光光束整形器和新型激光光源

说明书

本实用新型涉及一种激光光束整形器，包括透镜座、第一凹面镜及第二凹面镜，所述第一凹面镜和所述第二凹面镜相对设置于所述透镜座内，所述第一凹面镜包括第一凹镜面，所述第二凹面镜包括第二凹镜面，所述第一凹镜面和所述第二凹镜面相对设置，所述透镜座开设有入光口和出光口，呈高斯分布的激光束由所述入光口入射到所述第一凹面镜的凹镜面，被反射到所述第二凹面镜的凹镜面，再被所述第二凹面镜的凹镜面反射后由所述出光口射出，得到目标激光束，所述目标激光束中心光强低于边缘光强。上述激光光束整形器在激光切割过程中加工锥度小、切割效率高。

技术领域

本实用新型涉及激光光束整形技术领域，特别是涉及一种激光光束整形器及新型激光光源。

背景技术

激光切割的原理是利用聚焦后的高功率密度激光束照射工件，使工件被照射区域的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与激光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而将工件割开。激光器本身发出的光束，直径比较大，能量密度远远低于激光切割所需的能量密度，因此，必须利用激光聚焦系统对激光光束进行聚焦，才能获得激光切割所需的光斑大小以及功率密度。聚焦后光斑的能量分布以及能量密度直接影响激光切割的效果，而聚焦后的光斑能量分布取决于聚焦前光束的能量分布。

传统激光加工行业，激光光束呈高斯分布，即中间能量高、周围低，经过聚焦后，这种能量分布不均匀的问题更加严重，得到的聚焦光斑中间能量密度远高于周围能量密度，光斑能量密度梯度加大。在激光切割过程中，中间能量密度高的部分很容易将材料去除，而周围能量密度低的部分去除效果较差，导致出现较大的切割锥度，同时也会影响激光切割效率。

实用新型内容

基于此，有必要针对激光切割过程中加工锥度大、切割效率低的问题，提供一种激光光束整形器及新型激光光源。

一种激光光束整形器，包括透镜座、第一凹面镜及第二凹面镜，所述第一凹面镜和所述第二凹面镜相对设置于所述透镜座内，所述第一凹面镜包括第一凹镜面，所述第二凹面镜包括第二凹镜面，所述第一凹镜面和所述第二凹镜面相对设置，所述透镜座开设有入光口和出光口，呈高斯分布的激光束由所述入光口入射到所述第一凹面镜的凹镜面，被反射到所述第二凹面镜的凹镜面，再被所述第二凹面镜的凹镜面反射后由所述出光口射出，得到目标激光束，所述目标激光束中心光强低于边缘光强。

上述激光光束整形器，包括第一凹面镜和第二凹面镜，第一凹面镜包括第一凹镜面，第二凹面镜包括第二凹镜面，第一凹镜面和第二凹镜面相对设置，激光束由入光口入射到第一凹镜面上，呈高斯分布的激光束中心处的激光强度大，照射到第一凹镜面的夹角处时被第一凹镜面的两个镜面分别反射得到两束激光，该两束激光再分别由第二凹镜面反射出来且位于目标激光束的边缘位置，从而获得中心光强低于边缘光强的目标激光束，该目标激光束应用于激光切割时锥度小，切割效率高。

在其中一个实施例中，所述第一凹镜面和所述第二凹镜面均包括第一镜面和第二镜面，所述第一镜面和第二镜面呈夹角设置，以在第一镜面和第二镜面的连接处形成凹角。

在其中一个实施例中，所述第一凹镜面的第一镜面和所述第二凹镜面的第二镜面平行设置，所述第一凹镜面的第二镜面和所述第二凹镜面的第一镜面平行设置。

在其中一个实施例中，所述第一凹面镜和所述第二凹面镜均包括底镜面，所述底镜面与所述第一凹镜面/所述第二凹镜面相对设置，所述第一镜面与所述底镜面的夹角为10°～15°，所述第二镜面与所述底镜面的夹角为10°～15°。

在其中一个实施例中，所述第一镜面和所述第二镜面关于所述底镜面的垂直平分线对称设置。

在其中一个实施例中，所述底镜面为方形，尺寸为10mm×10mm、15mm×15mm或20mm×20mm。

在其中一个实施例中，所述第一凹面镜和所述第二凹面镜的边缘厚度均为5～8mm。