多光斑合成器件和激光整形系统技术方案

技术编号:44719586 阅读:4 留言:0更新日期:2025-03-21 17:47
本技术公开了一种多光斑合成器件和激光整形系统,所述多光斑合成器件包括多个输入光纤、输出头和合束件,所述输出头与多个所述输入光纤的一端相连;所述合束件套设在多个所述输入光纤的所述一端的外周侧,且所述合束件与所述输出头相连。根据本技术的多光斑合成器件,结构简单,排布紧凑,可以形成多个光斑,提高了使用的灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光整形,尤其是涉及一种多光斑合成器件和激光整形系统


技术介绍

1、随着激光加工技术的需求逐步从单一应用转向多元化应用,呈现特殊能量分布的激光也逐步被发掘,多光斑激光整形系统焊接能够降低对焊件间隙的敏感度,改善表面成型,减小飞溅、缩孔及咬边等缺陷,在金属材料高精度焊接中具有良好的应用效果。其中,多光斑激光整形系统有多种实现方式。

2、相关技术中,常规用于光纤激光器的传输器件主要由光纤功率合束器与激光输出头组成,光纤功率合束器能够将多个输入光纤中的激光合成输入到一根光纤中,并将光束传输进入输出头中,使激光扩散输出。但是,上述的光纤传输系统难以实现多光斑输出。另外,常见的多光斑激光空间光路整形系统结构复杂,生产成本高,体积大,不利于多光斑激光整形系统的普遍应用。


技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术的一个目的在于提出一种多光斑合成器件,结构简单,排布紧凑,可以形成多个光斑,提高了使用的灵活性。

2、本技术的另一个目的在于提出一种采用上述多光斑合成器件的激光整形系统。

3、根据本技术第一方面实施例的多光斑合成器件,包括:多个输入光纤;输出头,所述输出头与多个所述输入光纤的一端相连;合束件,所述合束件套设在多个所述输入光纤的所述一端的外周侧,且所述合束件与所述输出头相连。

4、根据本技术的多光斑合成器件,排布更加紧凑,提高了多光斑合成器件的使用便捷性。此外,输出头2可以输出多个光束激光,并根据实际需求调节输出光斑的数量,从而提高了多光斑合成器件使用的灵活性。另外,在输出头与激光焊接头装配时,输出头可以兼容多种结构的激光焊接头,从而提高了多光斑合成器件的使用通用性。

5、根据本技术的一些实施例,所述合束件包括:第一合束段;第二合束段,所述第二合束段连接在所述第一合束段与所述输出头之间,所述第二合束段的外周横截面积小于所述第一合束段的外周横截面积。

6、根据本技术的一些实施例,所述合束件进一步包括:第三合束段,所述第三合束段连接在所述第二合束段与所述第一合束段之间,从所述第一合束段朝向所述第二合束段的方向、所述第三合束段的外周面朝向靠近所述合束件的中心轴线的方向倾斜延伸。

7、根据本技术的一些实施例,所述第三合束段的沿所述合束件的轴向的长度为l1,所述第二合束段的沿所述合束件的轴向的长度为l2,其中,所述l1、l2分别满足:0≤l1≤20mm,0≤l2≤20mm。

8、根据本技术的一些实施例,所述第一合束段和所述第二合束段的横截面形状为圆形,所述第一合束段的外径为d1,所述第二合束段的外径为d2,其中,所述d1、d2满足:d1>d2。

9、根据本技术的一些实施例,所述第二合束段的横截面形状为圆形,所述第二合束段的外径为d2,所述输出头的邻近所述合束件的一端的横截面形状为圆形,所述输出头的所述一端的外径为d3,其中,所述d2、d3满足:d3≥d2。

10、根据本技术的一些实施例,所述合束件上形成有整形通道,多个所述输入光纤的所述一端穿过所述整形通道与所述输出头相连;所述整形通道的横截面形状为圆形,所述整形通道的内径为d1,多个所述输入光纤的外周面的至少一部分共同构造出外接圆形,所述外接圆形的直径为deq,其中,所述d1、deq满足:d1≥deq。

11、根据本技术的一些实施例,所述输入光纤的半径为r,位于所述整形通道内的相邻的两个所述输入光纤的中心距为d2,其中,所述d2、r满足:d2=2r。

12、根据本技术的一些实施例,多个所述输入光纤的所述一端的端面与所述合束件的与所述输出头相连的端面平齐。

13、根据本技术的一些实施例,所述输入光纤的数量与所述输出头输出的光斑数量相同。

14、根据本技术的一些实施例,所述合束件与所述输出头熔接成一体件。

15、根据本技术的一些实施例,所述合束件为玻璃件。

16、根据本技术的一些实施例,所述输入光纤包括光纤纤芯和光纤包层,所述光纤包层包覆在所述光纤纤芯的外周面上,所述光纤纤芯的半径为r1,所述光纤纤芯的折射率为n1,所述光纤包层的半径为r2,所述光纤包层的折射率为n2,其中,所述r1、n1、r2和n2分别满足:r2>r1、n1>n2。

17、根据本技术的一些实施例,多个所述输入光纤包括至少一个第一光纤和至少一个第二光纤,所述第一光纤和所述第二光纤的种类不同。

18、根据本技术第二方面实施例的激光整形系统,包括根据本技术上述第一方面实施例的多光斑合成器件。

19、根据本技术的一些实施例,所述激光整形系统进一步包括:多个激光光源,多个所述激光光源分别与所述多光斑合成器件的多个输入光纤相连;准直聚焦系统,所述准直聚焦系统设在所述多光斑合成器件的输出头的远离所述激光光源的一侧,所述输出头输出的光束经所述准直聚焦系统后形成多个光斑。

20、根据本技术的一些实施例,多个所述激光光源的波段功率相同;或,多个所述激光光源中的至少两个的波段功率不同。

21、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多光斑合成器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述合束件包括:

3.根据权利要求2所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述合束件进一步包括:

4.根据权利要求3所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述第三合束段的沿所述合束件的轴向的长度为L1,所述第二合束段的沿所述合束件的轴向的长度为L2,其中,所述L1、L2分别满足:0≤L1≤20mm,0≤L2≤20mm。

5.根据权利要求2所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述第一合束段和所述第二合束段的横截面形状为圆形,所述第一合束段的外径为D1,所述第二合束段的外径为D2,其中,所述D1、D2满足:D1>D2。

6.根据权利要求2所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述第二合束段的横截面形状为圆形,所述第二合束段的外径为D2,所述输出头的邻近所述合束件的一端的横截面形状为圆形,所述输出头的所述一端的外径为D3,其中,所述D2、D3满足:D3≥D2。

7.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述合束件上形成有整形通道,多个所述输入光纤的所述一端穿过所述整形通道与所述输出头相连;

8.根据权利要求7所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述输入光纤的半径为r,位于所述整形通道内的相邻的两个所述输入光纤的中心距为d2,其中,所述d2、r满足:d2=2r。

9.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,多个所述输入光纤的所述一端的端面与所述合束件的与所述输出头相连的端面平齐。

10.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述输入光纤的数量与所述输出头输出的光斑数量相同。

11.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述合束件与所述输出头熔接成一体件。

12.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述合束件为玻璃件。

13.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述输入光纤包括光纤纤芯和光纤包层,所述光纤包层包覆在所述光纤纤芯的外周面上,所述光纤纤芯的半径为r1,所述光纤纤芯的折射率为n1,所述光纤包层的半径为r2,所述光纤包层的折射率为n2,其中,所述r1、n1、r2和n2分别满足:r2>r1、n1>n2。

14.根据权利要求1-13任一项所述的多光斑合成器件,其特征在于,多个所述输入光纤包括至少一个第一光纤和至少一个第二光纤,所述第一光纤和所述第二光纤的种类不同。

15.一种激光整形系统,其特征在于,包括根据权利要求1-14任一项所述的多光斑合成器件。

16.根据权利要求15所述的激光整形系统,其特征在于,进一步包括:

17.根据权利要求16所述的激光整形系统,其特征在于,多个所述激光光源的波段功率相同;或

...

【技术特征摘要】

1.一种多光斑合成器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述合束件包括:

3.根据权利要求2所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述合束件进一步包括:

4.根据权利要求3所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述第三合束段的沿所述合束件的轴向的长度为l1,所述第二合束段的沿所述合束件的轴向的长度为l2,其中,所述l1、l2分别满足:0≤l1≤20mm,0≤l2≤20mm。

5.根据权利要求2所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述第一合束段和所述第二合束段的横截面形状为圆形,所述第一合束段的外径为d1,所述第二合束段的外径为d2,其中,所述d1、d2满足:d1>d2。

6.根据权利要求2所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述第二合束段的横截面形状为圆形,所述第二合束段的外径为d2,所述输出头的邻近所述合束件的一端的横截面形状为圆形,所述输出头的所述一端的外径为d3,其中,所述d2、d3满足:d3≥d2。

7.根据权利要求1所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述合束件上形成有整形通道,多个所述输入光纤的所述一端穿过所述整形通道与所述输出头相连;

8.根据权利要求7所述的多光斑合成器件,其特征在于,所述输入光纤的半径为r,位于所述整形通道内的相邻的两个所述输入光纤的中心距为d2,其中,所述d2、r满足:d2...

【专利技术属性】
技术研发人员:周艳焰程银龙杨阳周燕梅刘猛
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1