一种激光功率和光路的调节装置的制作方法

本实用新型专利属于激光加工领域，具体涉及一种激光功率和光路的调节装置。

背景技术：

如今激光加工行业，单台激光加工头对应单个加工件的方式在效率方面己进行瓶颈，各方面优化后的加工速度己很难提高，于是提出了多个加工头同时加工的加工方式，但通常激光器占地体积大，一台设备同时装几个激光器的话整体体积也会变的很大，各激光加工厂房寸土寸金，不允许单台设备体积过大。如果我们用一台激光器同时分出几束光，就能很好的解决整机体积过大的问题，而且成本也能很大程度降低。

目前对激光能量分光主要有两种方式：设置分光平片，半波片加布儒斯特镜片或PBS组合的方式。但这两种调节方式都有其局限性。

分光平片是镀分光膜的镜片，是固定分光比不可调的，且没有完全消除激光偏振的影响，即使目前能力比较强的供应商能做到Rs-Rp<5％，依然要受激光偏振的影响。

半波片加PBS的组合可以对分光比进行连续可调，但此分光方式对激光的偏振要求较高，必须是线偏振度较好的激光，如常规的光纤激光就无法使用此分光方式；另外分出的两个束光完全改变了入射光的偏振状态，分出的两束光偏振态互相垂直，且偏振态与入射光无关。半波片加布儒斯特镜片与半波片加PBS的组合类似，在此不做累述。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种激光功率和光路的调节装置，能够同时达到分光和减小激光光束功率的目的，以克服背景技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种激光功率和光路的调节装置，包括激光器，还包括至少一组调节镜片和一个末端激光全反镜，每组调节镜片包括一个光学平片和一个分光激光全反镜；光学平片和末端激光全反镜沿激光器发射激光光束的路线顺次设置，激光光束发射到光学平片上形成第一分光束和第二分光束；第一分光束光束经由光学平片反射到分光激光全反镜，并由分光激光全反镜反射出去；第二分光束穿过光学平片发射到末端激光全反镜，并由末端激光全反镜反射出去。

较佳地，光学平片的反射面和分光激光全反镜的反射面之间的夹角为45°。

较佳地，光学平片镀有滤光介质膜，分光激光全反镜和末端全反镜均镀有高反射膜。

较佳地，滤光介质膜和高反射膜的波长范围为355nm～1064nm。

较佳地，滤光介质膜和高反射膜的波长优选355nm、532nm、1064nm。

较佳地，包括数组调节镜片，数组调节镜片的光学平片从极光光束的入射端到末端激光全反镜之间依次排列，数个光学平片反射的数个第一分光束分别经由对应的分光激光全反镜反射出去。

较佳地，光学平片可转动。

较佳地，还包括调节底座，光学平片通过转轴设置在调节底座上。

本实用新型的有益效果在于：通过本实用新型所述的装置，使激光器发出的激光光束达到光学平片后形成第一分光束和第二分光束；第一分光束经由光学平片反射到分光激光全反镜，并由分光激光全反镜反射出去；第二分光束穿过光学平片到末端激光全反镜，并由末端激光全反镜反射出去。设置多组调节镜片时，可以分出多组分光光束。通过依次设置的数组调节镜片形成数个第一分光束，并减弱第二分光束的功率。镀滤光介质膜的光学平片有消偏振的特点，无论激光器发出激光的偏振态如何，镜片在从0°到45°的调节过程中，反射光和透射光的偏振状态与激光器一致。光学平片通过转轴设置在调节底座上，通过转动一个或多个光学平片，调节激光光束在一个或多个光学平片上的入射角，当调节光学平片入射光角度时，经激光全反镜的光轴会发生变化，此时用一维的调节底座来调节，保证了不同的分光比下反射光的光轴完全不变。

附图说明

图1为本实用新型实施例设置一组调节镜片时的结构示意图，

图2为本实用新型实施例设置多组调节镜片时的结构示意图，

图3为本实用新型实施例调节镜片设置角度示意图。

图中：

1-激光器，2-末端激光全反镜，3-光学平片，4-分光激光全反镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

一种激光功率和光路的调节装置，包括激光器1、至少一组调节镜片和一个末端激光全反镜2，每组调节镜片包括一个光学平片3和一个分光激光全反镜4；光学平片3和末端激光全反镜2沿激光器1发射激光光束的路线顺次设置，激光光束发射到光学平片3上形成第一分光束和第二分光束；第一分光束光束经由光学平片3反射到分光激光全反镜4，并由分光激光全反镜4反射出去；第二分光束穿过光学平片3发射到末端激光全反镜2，并由末端激光全反镜2反射出去。如图1所示，激光器1出来的光以α入射角进入光学平片3，会产生两束光，一束仍沿激光的方向透射，另一束以α角反射，反射光与透射光功率之和等于激光功率；此α角不同时，反射光功率/透射光功率也不同，α角为0°-10°时透过率最高，此时透射光功率/总功率为95％，而α角为35°-45°时透过率最低，此时透射光功率/总功率为5％，α角在10°-35°之间调整时，透过率随角度变化线性降低。光学平片3的反射面和分光激光全反镜4的反射面之间的夹角为45°，光学平片3和分光激光全反镜4就相当于是五棱镜的两个反射面，保证了无论分光比为多少，光学平片3的入射光束和反射光束之间始终垂直。

光学平片3镀有滤光介质膜，分光激光全反镜4和末端全反镜均镀有高反射膜。

镀滤光介质膜的光学平片3根据入射光角度的不同，透过率也不同，其特征在于：在0°-10°入射角时透过率最高，在35°-45°入射时透过率最低，10°到35°之间为透过率的线性调节范围。

镀滤光介质膜的光学平片3有消偏振的特点，无论激光器1发出激光的偏振态如何，镜片在从0°到45°的调节过程中，反射光和透射光的偏振状态与激光器1一致。

滤光介质膜和高反射膜的波长范围为355nm～1064nm，可以使单波长的膜，也可以是有一定带宽的膜。优选波长为355nm、532nm、1064nm的单波长的膜。

作为本实施了的一种优选，该装置包括数组调节镜片，数组调节镜片的光学平片3从极光光束的入射端到末端激光全反镜2之间依次排列，数个光学平片3反射的数个第一分光束分别经由对应的分光激光全反镜4反射出去。装置可以用一套调解镜片实现激光光束的一分二，也可用两套调解镜片实现激光光束的一分三，或者用三套调解镜片实现激光光束的一分四，依此类推。

此分光装置还可用于激光光束的衰减，尤其用在非线偏状态的激光衰减，如光纤激光，常规的衰减装置大多受至于激光的偏振影响，很难工作在稳定的状态，而本装置可以解决这类问题，并且不同衰减状态下的反射掉的光偏振量很小，对吸收体要求很低。

光学平片3可转动，还包括调节底座，光学平片3通过转轴设置在调节底座上。当调节光学平片3入射光角度时，经激光全反镜的光轴会发生变化，此时用一维的调节底座来调节，保证了不同的分光比下反射光的光轴完全不变。

激光全反镜与光学平片3的角度为45°，相当于是五棱镜的两个反射面，由光学平片3反射的光以入射角β到激光全反镜并反射，由三角形内角和公式：(90°－α)+(90°－β)+45°＝180°，得出α+β＝45°，于是入射光与反射光的角度为180°－2(α+β)＝90°，为直角关系，且与α入射角无关。

调节入射角α来再调整分光比时，透射光和反射光的光轴都会发生偏移。光学平片3厚度为d时，透射光的极限偏振量约为0.073d，以厚度2mm来算时，透射光极限偏移量为0.15mm，如果只在某一个固定分光比附近微调时，透射光偏移量通常在0.02mm以内，若不是精度要求极高的地方可以忽略。但反射光的偏移量比较大，是不可以忽视的，因此可以把分光装置固定于一个一维微调节架上，以校正反射光轴的偏移。

通过本实施例的装置，激光器1发出的激光光束达到光学平片3后形成第一分光束和第二分光束；第一分光束经由光学平片3反射到分光激光全反镜4，并由分光激光全反镜4反射出去；第二分光束穿过光学平片3到末端激光全反镜2，并由末端激光全反镜2反射出去。通过依次设置的数组调节镜片形成数个第一分光束，并减弱第二分光束的功率。通过转动一个或多个光学平片3，调节激光光束在一个或多个光学平片3上的入射角。