专利名称：一种光束反射镜的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学元器件领域，具体涉及激光熔覆同轴送粉装置中的光束反射镜。
背景技术：
激光熔覆同轴送粉装置中，需将激光器发射出的光束通过反射或透射后聚焦，并将焦点调整于被加工表面，同时通过送粉管向焦点处喷粉而实现激光熔覆加工。其中用于反射或透射光束的镜片，其镜面均为一完整的回转形，这样反射或透射出来的光束是一个完整的回转体形光束。为避开光束的照射，送粉管沿聚焦光路通道的外围倾斜布置。例如美国专利US5418350、US5961862、欧洲专利WO2005028151、日本专利JP2005219060等公开的同轴送粉头，其中粉路通道就采用了在筒体上围绕光路通道周围倾斜布置的环形粉道或多道送粉管结构。由于送粉管只能绕光束周围倾斜布置，现有激光熔覆同轴送粉装置在工作中粉末汇聚的调节以及粉末汇聚点与光束焦点重合的调节都比较困难，造成熔覆质量偏低。专利申请(200510112041.0)采用了反射镜开口技术，使反射光束成为中空带开口的光束，而送粉管可以安置在此光束中心的无光区内，从而真正实现了光粉同轴。但这种光粉同轴送粉装置需要在带开口反射镜的后方增加一个光束吸收体部件从而将通过开口的光束能量吸收掉，使得送粉装置体积变大，不适于要求结构紧凑的场合。同时部件较多，成本也相应增加。
发明内容
本实用新型的任务是提供一种激光熔覆同轴送粉装置中的光束反射镜，该光束反射镜带缺口，具有可形成中心无光区、并可将缺口处光束能量吸收掉的功能，同时结构紧凑，可减小同轴送粉装置的体积并降低成本。
这种光束反射镜由镜体、光束反射面、光束吸收面及其冷却管道等部分组成。特征是镜体呈柱形，光束反射面在镜体一端，其法线与入射光方向成入射角。光束反射面上有一缺口，缺口由一个圆形中心孔和一个将圆形中心孔与光束反射面边缘连通的矩形槽组成。该缺口沿入射光方向朝镜体另一端延伸，在镜体上形成一个以缺口为底、截面尺寸逐渐变小的锥形光束吸光面。光束吸收面的表面上涂覆了吸光材料，靠近光束吸收面的镜体内布置了循环冷却管道。
所述光束反射面，是平面形反射面或内凹形聚焦反射面。
所述圆形中心孔可用一矩形中心孔替代。
本实用新型采用了带缺口反射镜技术，可以将入射光反射形成带缺口的光束，即在光束中心形成了无光区，因而可以在送粉装置中对应光束的无光区放置送粉管，实现粉束中心与光束中心完全重合。本实用新型的光束吸收面是光束反射面上缺口朝向镜体内部的自然延伸，因此不需要另加一个独立的光束吸收体，结构紧凑。锥形的光束吸收面使得吸光面积增大，散热效果好。本实用新型不仅具有形成中心无光区、并可将缺口处光束能量吸收掉的功能，同时减小了同轴送粉装置的零部件数量，并减小了其体积，特别适合要求安装体积有限制的场合，同时也降低了制造成本。
图1为平面型反射面光束反射镜结构图；图2为内凹型聚焦反射面光束反射镜结构图；图3为从入射光方向观察光束反射镜的缺口形状图；图4为从入射光方向观察带矩形中心孔的光束反射镜的缺口形状图。
图中11——镜体 12——光束反射面 13——光束吸收面14——循环冷却管道 21——缺口22——圆形中心孔23——矩形槽12′——内凹形聚焦反射面21′——另一种形式缺口 22′——矩形中心孔
具体实施方式
应用实施例一参照图1、图3，柱形镜体11采用铜材等具有较高反射率和传热性能的材料制造，镜体11的左端面上设有一平面型光束反射面12。光束反射面12的法线与入射光方向成入射角。从入射光方向看，光束反射面12上有一缺口21，缺口21由光束反射面12中心部位的圆形中心孔22和一个将圆形中心孔22与光束反射面12外沿连通的矩形槽23组成。缺口沿入射光方向朝镜体右端延伸，在镜体11内形成一个以缺口21为底，截面逐渐变小的锥形光束吸光面13。光束吸光面13上涂覆了吸光材料，在靠近光束吸收面13的镜体11内，开设了循环冷却管道14。
应用本实施例，可将入射光反射成中空带缺口的平行光束。此平行光束被进一步聚焦后，可在聚焦镜与焦点之间形成一个锥形无光区。送粉管可从对应矩形槽23形成的光束缺口伸入此无光区，并在对应圆形中心孔22处弯折成与光束同轴，实现从光束中心喷粉。进入缺口21的光束全部被光束吸收面13吸收，产生的热量由循环冷却管道14带走。
应用实施例二参照图2、图3，镜体11左端面为内凹型聚焦光束反射面12′，光束反射面12′上各点的法线均与入射光方向成入射角。光束反射面12′上有一缺口21，缺口沿入射光方向朝镜体右端延伸，在镜体11内形成一个以缺口21为底，截面逐渐变小的锥形光束吸光面13。
应用本实施例，可将入射光直接反射成中空带缺口的聚焦光束，此聚焦光束位于光束反射面12′和聚焦焦点之间，其中有一个锥形无光区。送粉管即可安装在此无光区内。
应用实施例三参照图1、图2和图4，光束反射面上有一缺口21′，缺口21′由矩形中心孔22′和一个将矩型中心孔22′与光束反射面外沿连通的矩形槽23组成。缺口沿入射光方向朝镜体右端延伸，在镜体11内形成一个以缺口21′为底，截面逐渐变小的锥形光束吸光面13。
应用本实施例，可以在光束中心安装矩形送粉管或排管形送粉管，可以喷出宽带粉末，适于宽带激光熔覆。
权利要求1.一种光束反射镜，由镜体(11)、光束反射面(12)、光束吸收面(13)及其循环冷却管道(14)等部分组成，其特征是镜体(11)呈柱形，光束反射面(12)位于镜体(11)的一端，光束反射面(12)的法线与入射光方向成入射角，光束反射面上有一缺口(21)，缺口(21)由一个圆形中心孔(22)和一个将圆形中心孔(22)与光束反射面(12)边缘连通的矩形槽(23)组成，该缺口沿入射光方向朝镜体(11)的另一端延伸，在镜体(11)上形成一个以缺口(21)为底、截面尺寸逐渐变小的锥形光束吸光面(13)，光束吸收面(13)的表面上涂覆了吸光材料，靠近光束吸收面(13)的镜体内布置了循环冷却管道(14)。
2.如权利要求1所述光束反射镜，其特征是所述光束反射面为平面型反射面或内凹型聚焦反射面。
3.如权利要求1所述光束反射镜，其特征是所述圆形中心孔可用一矩形中心孔替代。
专利摘要一种光束反射镜，用于激光熔覆同轴送粉装置，由镜体、光束反射面、光束吸收面等部分组成。特征是光束反射面在镜体一端，其法线与入射光方向成入射角。光束反射面上有一缺口，该缺口朝镜体另一端延伸，在镜体上形成一个以缺口为底、截面尺寸逐渐变小的锥形光束吸光面，其表面上涂覆了吸光材料。本实用新型的带缺口反射镜，可将入射光反射形成带缺口的光束，因而可以在对应光束缺口的无光区放置送粉管，实现粉束中心与光束中心完全重合。本实用新型反射面与吸光面合为一体，减小了送粉装置的零部件数量和制造成本，结构紧凑。光束吸收面积大，散热效果好。
文档编号B05B7/22GK2864714SQ20062003905
公开日2007年1月31日 申请日期2006年1月19日 优先权日2006年1月19日
发明者石世宏, 傅戈雁, 王安军 申请人:苏州大学