脈沖-連續波復合型激光的加工系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種脈沖-連續波復合型激光的加工系統，包括脈沖激光器、連續波激光器、激光控制系統、激光合束系統、激光加工系統，脈沖激光器和連續波激光器分別與激光控制系統相連接，激光控制系統控制脈沖激光器和連續波激光器的開啟與關閉、各自作用時間及相對延遲時間；脈沖激光器和連續波激光器輸出的激光通過激光合束系統進行合束后輸出，進入激光加工系統；本發明將脈沖激光器和連續波激光器進行合束，通過控制兩束激光的延時使得脈沖激光器可以先對材料表面進行破壞，導致材料表面不平整，在一定的延時后，開啟連續波激光器對材料進行加工，而且脈沖激光器的脈寬比較短且占空比小，材料加工區域會更加集中可以實現高精度的加工。
【專利說明】
脈沖-連續波復合型激光的加工系統
技術領域
[0001]本發明涉及高功率光纖激光技術領域，尤其涉及到脈沖-連續波復合型激光的加工系統。
【背景技術】
[0002]目前光纖激光器及光纖激光加工系統主要分為兩類:脈沖激光器及連續波激光器。脈沖激光器的特點是其峰值功率高，輸出激光一般為單模，光束品質好，劣勢主要是其單脈沖能量很小，常用于激光標刻等領域；連續波激光器的特點是其平均總輸出功率高，輸出激光可以是單模或是多模的，劣勢是相比于脈沖激光器其峰值功率較低，常用于激光切割等領域。如何將脈沖激光器及連續波激光器的優點集中起來進行激光加工是一大問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足之處而提供一種可以實現高精度的加工的脈沖-連續波復合型激光的加工系統。
[0004]本發明是通過如下方式實現的:
[0005]脈沖-連續波復合型激光的加工系統，其特征在于:包括脈沖激光器1、連續波激光器2、激光控制系統3、激光合束系統4、激光加工系統5，所述脈沖激光器I和連續波激光器2分別與激光控制系統3相連接，激光控制系統3控制脈沖激光器I和連續波激光器2的開啟與關閉、各自作用時間及相對延遲時間；所述脈沖激光器I和連續波激光器2輸出的激光通過激光合束系統4進行合束后輸出，進入激光加工系統5進行激光加工；
[0006]將脈沖激光器I和連續波激光器2進行合束，通過激光控制系統3控制兩束激光的延時使得脈沖激光器I可以先對材料表面進行破壞，導致材料表面不平整，從而提高材料對激光的吸收率，在一定的延時后，開啟連續波激光器2對材料進行加工，使得高平均功率的連續激光可以被材料高效率地吸收，從而使得材料可以更快速地被熔化；而且脈沖激光器I的脈寬比較短且占空比小，材料加工區域會更加集中，也使得加工熱影響區小，可以實現高精度的加工。
[0007]所述激光合束系統4為以下合束器中的一種:分束片、合束器、波分復用器、偏振分束器、聚焦透鏡、體布拉格光柵。
[0008]所述激光加工系統5為以下加工系統中的一種:振鏡掃描、激光切割頭、機器人手臂或龍門式激光系統。
[0009]本發明的有益效果在于:將脈沖激光器和連續波激光器進行合束，通過激光控制系統控制兩束激光的延時使得脈沖激光器可以先對材料表面進行破壞，導致材料表面不平整，從而提高材料對激光的吸收率，在一定的延時后，開啟連續波激光器對材料進行加工，使得高平均功率的連續激光可以被材料高效率地吸收，從而使得材料可以更快速地被熔化；而且脈沖激光器的脈寬比較短且占空比小，材料加工區域會更加集中，也使得加工熱影響區小，可以實現高精度的加工。
【附圖說明】
[0010]圖1本發明結構示意圖；
[0011]圖2本發明實施例1結構示意圖；
[0012]圖3本發明實施例2結構示意圖；
[0013]圖4本發明實施例3結構示意圖；
[0014]圖5本發明實施例4結構示意圖；
[0015]圖6本發明實施例5結構示意圖；
[0016]圖7本發明實施例6結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]現結合附圖，詳述本發明的【具體實施方式】:
[0018]如圖1所示，脈沖-連續波復合型激光的加工系統，包括脈沖激光器1、連續波激光器2、激光控制系統3、激光合束系統4、激光加工系統5，所述脈沖激光器I和連續波激光器2分別與激光控制系統3相連接，激光控制系統3控制脈沖激光器I和連續波激光器2的開啟與關閉、各自作用時間及相對延遲時間；所述脈沖激光器I和連續波激光器2輸出的激光通過激光合束系統4進行合束后輸出，進入激光加工系統5進行激光加工；將脈沖激光器I和連續波激光器2進行合束，通過激光控制系統3控制兩束激光的延時使得脈沖激光器I可以先對材料表面進行破壞，導致材料表面不平整，從而提高材料對激光的吸收率，在一定的延時后，開啟連續波激光器2對材料進行加工，使得高平均功率的連續激光可以被材料高效率地吸收，從而使得材料可以更快速地被熔化；而且脈沖激光器I的脈寬比較短且占空比小，材料加工區域會更加集中，也使得加工熱影響區小，可以實現高精度的加工。
[0019]本發明激光合束系統4為以下合束器中的一種:分束片、合束器、波分復用器、偏振分束器、聚焦透鏡、體布拉格光柵。
[0020]本發明激光加工系統5為以下加工系統中的一種:振鏡掃描、激光切割頭、機器人手臂或龍門式激光系統。
[0021]本發明脈沖激光器I可以是調Q脈沖光纖激光器、鎖模脈沖光纖激光器以及MOPA高功率脈沖光纖激光器；連續波激光器2可以是連續波光纖激光器、半導體連續激光器、二氧化碳激光器。
[0022]本發明將脈沖激光器I和連續波激光器2進行合束，通過激光控制系統3控制兩束激光的延時使得脈沖激光器I可以先對材料表面進行破壞，導致材料表面不平整，從而提高材料對激光的吸收率，在一定的延時后，開啟連續波激光器2對材料進行加工，使得高平均功率的連續激光可以被材料高效率地吸收，從而使得材料可以更快速地被熔化；而且脈沖激光器I的脈寬比較短且占空比小，材料加工區域會更加集中，也使得加工熱影響區小，可以實現高精度的加工。
[0023]實施例
[0024]本發明激光合束系統4可以有以下幾種方式實現:
[0025]實施例1:如圖2所示，通過分束片對脈沖激光與連續波激光進行合束。其中，11為脈沖激光器輸出的1064nm脈沖激光；12為分束片，對1064nm波長的激光具有高反射率，同時對1080nm激光具有高透射率；13為連續波激光器輸出的1080nm連續波激光；14為1064nm脈沖激光和1080nm連續波激光合束輸出。
[0026]實施例2:如圖3所示，通過合束器將高峰值功率的1064nm脈沖激光與其他波長的光纖耦合的半導體連續波激光進行光學合束。其中，1064nm脈沖光纖激光從合束器22的信號纖21輸入，其其他波長的光纖耦合的半導體連續波激光從合束器22的栗浦纖23輸入，脈沖和連續的合束光從合束器22的輸出纖24輸出。
[0027]實施例3:如圖4所示，通過波分復用器對脈沖激光和其他波長的連續波激光進行光學合束。其中，其他波長的連續光纖激光31和脈沖激光32分別與波分復用器34相連接，波分復用器34將連續光纖激光31和脈沖激光32中耦合輸入的兩個波長的激光耦合入一根光纖中，脈沖激光和其他波長的連續波激光從波分復用器34的輸出端33合束輸出。
[0028]實施例4:如圖5所示，通過偏振分束器對偏振方向相互垂直的脈沖激光與連續波激光進行光學合束。其中，垂直偏振脈沖激光41與水平偏振連續激光42經過偏振分束器44進行合束，偏振分束器44的輸出端43為垂直偏振脈沖激光41與水平偏振連續激光42的合束光輸出。
[0029]實施例5:如圖6所示，通過聚焦透鏡對脈沖激光與連續波激光聚焦至同一位置進行激光加工。其中，脈沖激光51與連續波激光52通過聚焦透鏡54聚焦至同一激光作用位置53。
[0030]實施例6:如圖7所示，通過體布拉格光柵對1064nm脈沖激光和1080nm連續波激光進行光譜合束。其中，1064nm脈沖激光61和1080nm連續波激光62以一定夾角入射至體布拉格光柵64上，體布拉格光柵64對1064nm波長激光具有高反射率，對1080nm連續激光具有高透射率，1064nm脈沖激光61和1080nm連續波激光62以合束光63的形式輸出。
【主權項】
1.脈沖-連續波復合型激光的加工系統，其特征在于:包括脈沖激光器(I)、連續波激光器(2)、激光控制系統(3)、激光合束系統(4)、激光加工系統(5)，所述脈沖激光器(I)和連續波激光器(2)分別與激光控制系統(3)相連接，激光控制系統(3)控制脈沖激光器(I)和連續波激光器(2)的開啟與關閉、各自作用時間及相對延遲時間；所述脈沖激光器(I)和連續波激光器(2)輸出的激光通過激光合束系統(4)進行合束后輸出，進入激光加工系統(5)進行激光加工； 將脈沖激光器(I)和連續波激光器(2)進行合束，通過激光控制系統(3)控制兩束激光的延時使得脈沖激光器(I)可以先對材料表面進行破壞，導致材料表面不平整，從而提高材料對激光的吸收率，在一定的延時后，開啟連續波激光器(2)對材料進行加工，使得高平均功率的連續激光可以被材料高效率地吸收，從而使得材料可以更快速地被熔化；而且脈沖激光器(I)的脈寬比較短且占空比小，材料加工區域會更加集中，也使得加工熱影響區小，可以實現高精度的加工。2.根據權利要求1所述的脈沖-連續波復合型激光的加工系統，其特征在于:所述激光合束系統(4)為以下合束器中的一種:分束片、合束器、波分復用器、偏振分束器、聚焦透鏡、體布拉格光柵。3.根據權利要求1所述的脈沖-連續波復合型激光的加工系統，其特征在于:所述激光加工系統(5)為以下加工系統中的一種:振鏡掃描、激光切割頭、機器人手臂或龍門式激光系統。
【文檔編號】B23K26/062GK105921884SQ201510723884
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年10月29日
【發明人】楊健, 張江鈿, 林念念
【申請人】福建中科光匯激光科技有限公司