一种高斯激光束整形方法和装置及精密激光微孔加工装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN104570363B(45)授权公告日2018.06.01(21)申请号201510056979.9(51)Int.Cl.(22)申请日2015.02.03G02B27/09(2006.01)B23K26/382(2014.01)(65)同一申请的已公布的文献号B23K26/064(2014.01)申请公布号CN104570363A审查员杨钊(43)申请公布日2015.04.29(73)专利权人大族激光科技产业集团股份有限公司地址518000广东省深圳市南山区深南大道9988号(72)发明人赵建涛肖磊杨锦彬宁艳华高云峰(74)专利代理机构深圳市道臻知识产权代理有限公司44360代理人陈琳权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种高斯激光束整形方法和装置及精密激光微孔加工装置(57)摘要本发明涉及激光应用领域，具体涉及一种高斯激光束整形方法和装置以及精密激光微孔加工装置。沿光路依次设置扩束装置、整形装置、初聚透镜、小孔光阑、准直装置、光束偏转装置及聚焦透镜，高斯激光束经扩束装置扩束后进入整形装置整形为平顶激光束，平顶激光束先经小孔光阑拦截、初聚透镜初步会聚后进入准直装置进行准直，再经光束偏转装置改变其传播方向后，由聚焦透镜聚焦得到用于微孔加工的激光束。高斯激光束整形为平顶激光束输出，提高了激光的利用率及加工效率，减少了能量损失；同时由聚焦透镜聚焦得到的平顶激光束在用于微孔加工时，通孔及盲孔的孔边缘光滑，减小了孔的锥度，同时避免了盲孔底部受损，得到底部平坦的盲孔。CN104570363BCN104570363B权利要求书1/1页1.一种高斯激光束整形方法，包括以下步骤：A、对激光器发出的高斯激光束进行扩束；B、将扩束后的高斯激光束整形为平顶激光束；C、将所述平顶激光束初步会聚后再进行准直，得到平行输出的平顶激光束；D、对所述平行输出的平顶激光束进行聚焦；E、所述步骤C之前还包括通过小孔光阑对所述平顶激光束进行拦截。2.根据权利要求1所述的整形方法，其特征在于：所述步骤D之前还包括对所述平行输出的平顶激光束进行反射，改变其传播方向的步骤。3.一种高斯激光束整形装置，其特征在于：包括沿光路依次设置的扩束装置、整形装置、初聚透镜、准直装置及聚焦透镜，高斯激光束经扩束装置扩束后进入整形装置整形为平顶激光束，所述平顶激光束经初聚透镜初步会聚后进入准直装置进行准直，最后经聚焦透镜进行聚焦，所述整形装置与初聚透镜之间还设有对所述平顶激光束进行拦截的小孔光阑；所述准直装置包括相对光轴固定的固定透镜组及可相对光轴移动的可动透镜组，其中固定透镜组为两个凸透镜，可动透镜组为两个凹透镜，两个凹透镜组设置在两个凸透镜之间。4.根据权利要求3所述的整形装置，其特征在于：所述准直装置与聚焦透镜之间还设有光束偏转装置，所述光束偏转装置用于改变激光束的传播方向。5.根据权利要求4所述的整形装置，其特征在于：所述扩束装置包括至少两片沿光轴前后设置的扩束透镜，且任一扩束透镜均可沿光轴来回移动。6.根据权利要求5所述的整形装置，其特征在于：所述光束偏转装置与所述聚焦透镜可整体移动，其包括至少一片反射镜。7.根据权利要求6所述的整形装置，其特征在于：所述光束偏转装置的最末端的反射镜与所述聚焦透镜可整体移动。8.一种精密激光微孔加工装置，包括用于发出高斯激光束的激光器，其特征在于：还包括沿光路依次设置的扩束装置、整形装置、初聚透镜、小孔光阑、准直装置、光束偏转装置及聚焦透镜，所述高斯激光束经扩束装置扩束后进入整形装置整形为平顶激光束，所述平顶激光束先经小孔光阑拦截、初聚透镜初步会聚后进入准直装置进行准直，再经光束偏转装置改变其传播方向后，由聚焦透镜聚焦得到用于微孔加工的激光束。9.根据权利要求8所述的微孔加工装置，其特征在于：所述扩束装置包括至少两片沿光轴前后设置的扩束透镜，且任一扩束透镜均可沿光轴来回移动，所述准直装置包括相对光轴固定的固定透镜组及可相对光轴移动的可动透镜组。10.根据权利要求9所述的微孔加工装置，其特征在于：还包括精密平移台，所述扩束透镜和可动透镜组均安装于所述精密平移台上。2CN104570363B说明书1/5页一种高斯激光束整形方法和装置及精密激光微孔加工装置技术领域[0001]本发明涉及激光应用领域，具体涉及一种高斯激光束整形方法和装置以及精密激光微孔加工装置。背景技术[0002]在激光精密加工技术中，精密激光微孔加工技术，是指利用各种激光束聚焦后短时间内达到材料的熔点或沸点，针对传统方法技术上难以实现微孔加工的材料，进行孔径小于1000微米的微孔加工，例如，针对硬度高的金属等(如钨合金、钛合金、不锈钢、铝等)，或者硬度高、脆性高的非金属材料等(如氧化铝陶瓷、碳化铝