一種激光功率和光路的調節裝置的制作方法

本實用新型專利屬于激光加工領域，具體涉及一種激光功率和光路的調節裝置。

背景技術：

如今激光加工行業，單臺激光加工頭對應單個加工件的方式在效率方面己進行瓶頸，各方面優化后的加工速度己很難提高，于是提出了多個加工頭同時加工的加工方式，但通常激光器占地體積大，一臺設備同時裝幾個激光器的話整體體積也會變的很大，各激光加工廠房寸土寸金，不允許單臺設備體積過大。如果我們用一臺激光器同時分出幾束光，就能很好的解決整機體積過大的問題，而且成本也能很大程度降低。

目前對激光能量分光主要有兩種方式：設置分光平片，半波片加布儒斯特鏡片或PBS組合的方式。但這兩種調節方式都有其局限性。

分光平片是鍍分光膜的鏡片，是固定分光比不可調的，且沒有完全消除激光偏振的影響，即使目前能力比較強的供應商能做到Rs-Rp<5％，依然要受激光偏振的影響。

半波片加PBS的組合可以對分光比進行連續可調，但此分光方式對激光的偏振要求較高，必須是線偏振度較好的激光，如常規的光纖激光就無法使用此分光方式；另外分出的兩個束光完全改變了入射光的偏振狀態，分出的兩束光偏振態互相垂直，且偏振態與入射光無關。半波片加布儒斯特鏡片與半波片加PBS的組合類似，在此不做累述。

技術實現要素：
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本實用新型的目的是提供一種激光功率和光路的調節裝置，能夠同時達到分光和減小激光光束功率的目的，以克服背景技術中存在的問題。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種激光功率和光路的調節裝置，包括激光器，還包括至少一組調節鏡片和一個末端激光全反鏡，每組調節鏡片包括一個光學平片和一個分光激光全反鏡；光學平片和末端激光全反鏡沿激光器發射激光光束的路線順次設置，激光光束發射到光學平片上形成第一分光束和第二分光束；第一分光束光束經由光學平片反射到分光激光全反鏡，并由分光激光全反鏡反射出去；第二分光束穿過光學平片發射到末端激光全反鏡，并由末端激光全反鏡反射出去。

較佳地，光學平片的反射面和分光激光全反鏡的反射面之間的夾角為45°。

較佳地，光學平片鍍有濾光介質膜，分光激光全反鏡和末端全反鏡均鍍有高反射膜。

較佳地，濾光介質膜和高反射膜的波長范圍為355nm～1064nm。

較佳地，濾光介質膜和高反射膜的波長優選355nm、532nm、1064nm。

較佳地，包括數組調節鏡片，數組調節鏡片的光學平片從極光光束的入射端到末端激光全反鏡之間依次排列，數個光學平片反射的數個第一分光束分別經由對應的分光激光全反鏡反射出去。

較佳地，光學平片可轉動。

較佳地，還包括調節底座，光學平片通過轉軸設置在調節底座上。

本實用新型的有益效果在于：通過本實用新型所述的裝置，使激光器發出的激光光束達到光學平片后形成第一分光束和第二分光束；第一分光束經由光學平片反射到分光激光全反鏡，并由分光激光全反鏡反射出去；第二分光束穿過光學平片到末端激光全反鏡，并由末端激光全反鏡反射出去。設置多組調節鏡片時，可以分出多組分光光束。通過依次設置的數組調節鏡片形成數個第一分光束，并減弱第二分光束的功率。鍍濾光介質膜的光學平片有消偏振的特點，無論激光器發出激光的偏振態如何，鏡片在從0°到45°的調節過程中，反射光和透射光的偏振狀態與激光器一致。光學平片通過轉軸設置在調節底座上，通過轉動一個或多個光學平片，調節激光光束在一個或多個光學平片上的入射角，當調節光學平片入射光角度時，經激光全反鏡的光軸會發生變化，此時用一維的調節底座來調節，保證了不同的分光比下反射光的光軸完全不變。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例設置一組調節鏡片時的結構示意圖，

圖2為本實用新型實施例設置多組調節鏡片時的結構示意圖，

圖3為本實用新型實施例調節鏡片設置角度示意圖。

圖中：

1-激光器，2-末端激光全反鏡，3-光學平片，4-分光激光全反鏡。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。

一種激光功率和光路的調節裝置，包括激光器1、至少一組調節鏡片和一個末端激光全反鏡2，每組調節鏡片包括一個光學平片3和一個分光激光全反鏡4；光學平片3和末端激光全反鏡2沿激光器1發射激光光束的路線順次設置，激光光束發射到光學平片3上形成第一分光束和第二分光束；第一分光束光束經由光學平片3反射到分光激光全反鏡4，并由分光激光全反鏡4反射出去；第二分光束穿過光學平片3發射到末端激光全反鏡2，并由末端激光全反鏡2反射出去。如圖1所示，激光器1出來的光以α入射角進入光學平片3，會產生兩束光，一束仍沿激光的方向透射，另一束以α角反射，反射光與透射光功率之和等于激光功率；此α角不同時，反射光功率/透射光功率也不同，α角為0°-10°時透過率最高，此時透射光功率/總功率為95％，而α角為35°-45°時透過率最低，此時透射光功率/總功率為5％，α角在10°-35°之間調整時，透過率隨角度變化線性降低。光學平片3的反射面和分光激光全反鏡4的反射面之間的夾角為45°，光學平片3和分光激光全反鏡4就相當于是五棱鏡的兩個反射面，保證了無論分光比為多少，光學平片3的入射光束和反射光束之間始終垂直。

光學平片3鍍有濾光介質膜，分光激光全反鏡4和末端全反鏡均鍍有高反射膜。

鍍濾光介質膜的光學平片3根據入射光角度的不同，透過率也不同，其特征在于：在0°-10°入射角時透過率最高，在35°-45°入射時透過率最低，10°到35°之間為透過率的線性調節范圍。

鍍濾光介質膜的光學平片3有消偏振的特點，無論激光器1發出激光的偏振態如何，鏡片在從0°到45°的調節過程中，反射光和透射光的偏振狀態與激光器1一致。

濾光介質膜和高反射膜的波長范圍為355nm～1064nm，可以使單波長的膜，也可以是有一定帶寬的膜。優選波長為355nm、532nm、1064nm的單波長的膜。

作為本實施了的一種優選，該裝置包括數組調節鏡片，數組調節鏡片的光學平片3從極光光束的入射端到末端激光全反鏡2之間依次排列，數個光學平片3反射的數個第一分光束分別經由對應的分光激光全反鏡4反射出去。裝置可以用一套調解鏡片實現激光光束的一分二，也可用兩套調解鏡片實現激光光束的一分三，或者用三套調解鏡片實現激光光束的一分四，依此類推。

此分光裝置還可用于激光光束的衰減，尤其用在非線偏狀態的激光衰減，如光纖激光，常規的衰減裝置大多受至于激光的偏振影響，很難工作在穩定的狀態，而本裝置可以解決這類問題，并且不同衰減狀態下的反射掉的光偏振量很小，對吸收體要求很低。

光學平片3可轉動，還包括調節底座，光學平片3通過轉軸設置在調節底座上。當調節光學平片3入射光角度時，經激光全反鏡的光軸會發生變化，此時用一維的調節底座來調節，保證了不同的分光比下反射光的光軸完全不變。

激光全反鏡與光學平片3的角度為45°，相當于是五棱鏡的兩個反射面，由光學平片3反射的光以入射角β到激光全反鏡并反射，由三角形內角和公式：(90°－α)+(90°－β)+45°＝180°，得出α+β＝45°，于是入射光與反射光的角度為180°－2(α+β)＝90°，為直角關系，且與α入射角無關。

調節入射角α來再調整分光比時，透射光和反射光的光軸都會發生偏移。光學平片3厚度為d時，透射光的極限偏振量約為0.073d，以厚度2mm來算時，透射光極限偏移量為0.15mm，如果只在某一個固定分光比附近微調時，透射光偏移量通常在0.02mm以內，若不是精度要求極高的地方可以忽略。但反射光的偏移量比較大，是不可以忽視的，因此可以把分光裝置固定于一個一維微調節架上，以校正反射光軸的偏移。

通過本實施例的裝置，激光器1發出的激光光束達到光學平片3后形成第一分光束和第二分光束；第一分光束經由光學平片3反射到分光激光全反鏡4，并由分光激光全反鏡4反射出去；第二分光束穿過光學平片3到末端激光全反鏡2，并由末端激光全反鏡2反射出去。通過依次設置的數組調節鏡片形成數個第一分光束，并減弱第二分光束的功率。通過轉動一個或多個光學平片3，調節激光光束在一個或多個光學平片3上的入射角。