专利名称：一种激光合束系统及一种激光合束方法
技术领域：
本发明涉及一种激光合束系统及一种激光合束方法。
背景技术：
对于板条式的C02激光器，提高激光输出功率有利于提高加工速度，提升生产效率。而设计制造高功率输出的的C02激光器，技术难度大，制造工艺要求高。把两个同一型号的板条式C02激光器的激光光束合成为一束激光，合成输出的激光光束功率为单个激光光束的激光功率的2倍，可以保证激光器工作稳定的前提下，满足加工使用(如切割)对高功率的要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种激光合束系统及一种激光合束方法。一种激光合束系统，包括第一激光器、第二激光器、反射镜、合束镜，合束镜为薄膜偏振片，合束镜包括第一镜面及第二镜面，第一激光器输出光路的中心线上设置有反射镜， 第一激光器输出的激光光束经反射镜反射后，入射到合束镜的第一镜面并发生镜面反射， 第二激光器发出的激光光束以布儒斯特角入射到合束镜，第二激光器发出的激光光束透射过合束镜后，与经合束镜的第一镜面反射的激光光束重合为一个光束，所述第一激光器、第二激光器发射的激光为线偏振光。本发明的进一步改进为，所述第二激光器发出的激光的偏振方向平行于合束镜的第二镜面的法线与入射光线确定的平面，第一激光器发出的激光的的偏振方向垂直于合束镜的第二镜面的法线与入射光线确定的平面。本发明的进一步改进为，所述激光合束系统还设有第一调节透镜及第二调节透镜，第一调节透镜设置于第一激光器的光路上，第一激光器所发射的激光光束穿过所述第一调节透镜中心，第二调节透镜设置于第二激光器的光路上，第二激光器所发射的激光光束穿过所述第二调节透镜中心。本发明的进一步改进为，所述激光合束系统还设有第一调节扩束镜及第二调节扩束镜，第一调节扩束镜设置于第一激光器的光路上，第一激光器所发射的激光光束穿过所述第一调节扩束镜中心。第二调节扩束镜设置于第二激光器的光路上，第二激光器所发射的激光光束穿过所述第二调节扩束镜中心。本发明的进一步改进为，所述合束镜的第一镜面表面设有增加S光的反射率的薄膜。本发明的进一步改进为，所述激光合束系统设有第一调节镜及第二调节镜，所述第一调节镜及第二调节镜设置于第一激光器的光路上，第一激光器所发射的激光光束经第一调节镜、第二调节镜反射后入射于合束镜。本发明还公开一种激光合束方法。
相较于现有技术，本发明的激光合束系统可将相同型号的激光器所发射的激光光束合成。合成输出的激光光束功率为单束激光功率的2倍，可以保证激光器工作稳定的前提下，满足加工使用对高激光功率的要求。
图1是本发明第一实施例激光合束系统的结构示意图。图2是本发明第二实施例激光合束系统的结构示意图。图3是本发明第三实施例激光合束系统的结构示意图。
具体实施例方式下面结合
及具体实施方式
对本发明进一步说明。请参阅图1，本发明提供了一种激光合束系统及一种激光合束方法。激光合束系统 10包括第一激光器11、第二激光器12、反射镜13、合束镜15。在本实施例中，第一激光器11、第二激光器12为同一型号的激光器，可发射相同参数的激光光束，第一激光器11所发射的激光光束110、第二激光器12所发射的激光光束 120为线偏振光。合束镜15为薄膜偏振片(TFP，thin film polarizaer)，合束镜15包括第一镜面151及第二镜面152。当光线以布儒斯特角入射到合束镜15上之后，入射面为入射光线和镜面的法线确定的平面，光线的偏振方向平行于入射面的激光(P光)可以通过，偏振方向垂直于入射面的激光(S光)发生全反射。所述合束镜15的第一镜面151表面设有增加S光的反射率的薄膜，薄膜用于增加S光的反射率，对于P光的透过率没有影响。第一激光器11输出光路的中心线上设置有反射镜13，第一激光器11输出的激光光束Iio经反射镜13反射后，入射到合束镜15的第一镜面151并发生镜面反射。合束镜 15的第二镜面152为入射面。第二激光器12发出的激光光束120以布儒斯特角入射到合束镜15，在合束镜15的第二镜面152和合束镜15的第一镜面151均为透射。第二激光器 12发出的激光透射过合束镜15后，与经合束镜15的第一镜面151反射的激光光束100重合为一个光束，重合后的光束，激光功率为第一激光器11激光光束110功率和第二激光器 12激光光束120功率的和。第二激光器12发出为线偏振光的激光光束120，该激光光束 120的偏振方向平行于第二激光器12发出的入射光线和合束镜15的第二镜面152的法线决定的入射平面，第一激光器11发出的为线偏振光的激光光束110的偏振方向垂直于第一激光器11发出的入射光线和合束镜15的第二镜面152的法线决定的入射平面。使用该激光合束系统10进行激光合束包括以下步骤
第一激光器11和第二激光器12正交放置，第一激光器11、第二激光器12输出的激光光束平行，第一激光器11输出的激光光束110偏振方向与第二激光器12输出的激光光束 120偏振方向正交。调整第二激光器12，使激光光束120以布儒斯特角入射到合束镜15上，从合束镜 15中心通过。利用第一调节镜和第二调节镜调整第一激光器11的激光光束110方向和位置，使第一激光器11的激光光束110与第二激光器12的激光光束120重合。请参见图2，图2所示为本发明的第二实施例，第二实施例的激光合束系统20包括第一激光器21、第二激光器22、合束镜25、第一调节透镜26、第二调节透镜27、第一调节镜 28及第二调节镜29。第一调节透镜26、第一调节镜28、第二调节镜29依次设置于第一激光器21的光路上，第一激光器21所发射的激光光束210穿过所述第一调节透镜26中心。 第二调节透镜27设置于第二激光器12的光路上，第二激光器22所发射的激光光束220穿过所述第二调节透镜27中心。使用本发明第二实施例的激光合束系统20进行激光合束还包括以下步骤
调节第一调节镜28、第二调节镜29，第一激光器21所发射的激光光束100经第一调节镜28、第二调节镜29反射后入射于合束镜25。调整第一调节透镜26和第二调节透镜27的位置，使第一激光器21的激光光束 210束腰和第二激光器22的激光光束220腰重合。请参见图3，图3所示为本发明的第三实施例，第三实施例的激光合束系统30包括第一激光器31、第二激光器32、合束镜35、第一调节扩束镜36、第二调节扩束镜37、第一调节镜38及第二调节镜39。第一调节扩束镜36、第一调节镜38及第二调节镜39设置于第一激光器31的光路上，第一激光器31所发射的激光光束310穿过所述第一调节扩束镜36 中心。第二调节扩束镜37设置于第二激光器32的光路上，第二激光器32所发射的激光光束320穿过所述第二调节扩束镜37中心。使用本发明第三实施例的激光合束系统30进行激光合束还包括以下步骤
调节第一调节镜38、第二调节镜39，第一激光器31所发射的激光光束310经第一调节镜38、第二调节镜39反射后入射于合束镜35。调整第一调节扩束镜36和第二调节扩束镜37的位置，使第一激光器31的激光光束310束腰和第二激光器32的激光光束320腰重合。本发明的激光合束系统可将相同型号的激光器所发射的激光光束合成。合成输出的激光光束的功率为单个激光光束的激光功率的2倍，可以保证激光器工作稳定的前提下，满足加工使用对高激光功率的要求。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种激光合束系统，其特征在于包括第一激光器、第二激光器、反射镜、合束镜，合束镜为薄膜偏振片，合束镜包括第一镜面及第二镜面，第一激光器输出光路的中心线上设置有反射镜，第一激光器输出的激光光束经反射镜反射后，入射到合束镜的第一镜面并发生镜面反射，第二激光器发出的激光光束以布儒斯特角入射到合束镜，第二激光器发出的激光光束透射过合束镜后，与经合束镜的第一镜面反射的激光光束重合为一个光束，所述第一激光器、第二激光器发射的激光为线偏振光。
2.根据权利要求1所述一种激光合束系统，其特征在于所述第二激光器发出的激光的偏振方向平行于合束镜的第二镜面的法线与入射光线确定的平面，第一激光器发出的激光的偏振方向垂直于合束镜的第二镜面的法线与入射光线确定的平面。
3.根据权利要求1所述一种激光合束系统，其特征在于所述激光合束系统还设有第一调节透镜及第二调节透镜，第一调节透镜设置于第一激光器的光路上，第一激光器所发射的激光光束穿过所述第一调节透镜中心，第二调节透镜设置于第二激光器的光路上，第二激光器所发射的激光光束穿过所述第二调节透镜中心。
4.根据权利要求1所述一种激光合束系统，其特征在于所述激光合束系统还设有第一调节扩束镜及第二调节扩束镜，第一调节扩束镜设置于第一激光器的光路上，第一激光器所发射的激光光束穿过所述第一调节扩束镜中心，第二调节扩束镜设置于第二激光器的光路上，第二激光器所发射的激光光束穿过所述第二调节扩束镜中心。
5.根据权利要求1所述一种激光合束系统，其特征在于所述合束镜的第一镜面表面设有增加S光的反射率的薄膜。
6.根据权利要求1所述一种激光合束系统，其特征在于所述激光合束系统设有第一调节镜及第二调节镜，所述第一调节镜及第二调节镜设置于第一激光器的光路上，第一激光器所发射的激光光束经第一调节镜、第二调节镜反射后入射于合束镜。
7.一种使用权利要求1所述激光合束系统的激光合束方法，其特征在于包括以下步骤，第一激光器和第二激光器正交放置，第一激光器、第二激光器输出的激光光束平行，第一激光器输出的激光光束的偏振方向与第二激光器输出的激光光束的偏振方向正交；调整第二激光器，使激光光束以布儒斯特角入射到合束镜上，从合束镜中心通过；利用第一调节镜和第二调节镜调整第一激光器的激光光束方向和位置，使第一激光器的激光光束与第二激光器的激光光束重合。
8.根据权利要求7所述激光合束方法，其特征在于所述激光合束系统还设有第一调节透镜及第二调节透镜，第一调节透镜设置于第一激光器的光路上，第一激光器所发射的激光光束穿过所述第一调节透镜中心，第二调节透镜设置于第二激光器的光路上，第二激光器所发射的激光光束穿过所述第二调节透镜中心，所述激光合束方法还包括以下步骤， 调整第一调节透镜和第二调节透镜的位置，使第一激光器的激光束腰和第二激光器的激光束腰重合。
9.根据权利要求7所述激光合束方法，其特征在于所述激光合束系统还设有第一调节扩束镜及第二调节扩束镜，第一调节扩束镜设置于第一激光器的光路上，第一激光器所发射的激光光束穿过所述第一调节扩束镜中心，第二调节扩束镜设置于第二激光器的光路上，第二激光器所发射的激光光束穿过所述第二调节扩束镜中心，所述激光合束方法还包括以下步骤，调整第一调节扩束镜和第二调节扩束镜的位置，使第一激光器的激光束腰和第二激光器的激光束腰重合。
10.根据权利要求7所述激光合束方法，其特征在于所述第二激光器发出的激光光束的偏振方向平行于合束镜的第二镜面的法线与第二激光器发出的激光光束确定的入射面，第一激光器发出的线偏振光偏振方向垂直于合束镜的第二镜面的法线与第一激光器发出的激光光束确定的平面。
全文摘要
本发明提供一种激光合束系统，包括第一激光器、第二激光器、反射镜、合束镜，合束镜为薄膜偏振片，合束镜包括第一镜面及第二镜面，第一激光器输出光路的中心线上设置有反射镜，第一激光器输出的激光光束经反射镜反射后，入射到合束镜的第一镜面并发生镜面反射，第二激光器发出的激光光束以布儒斯特角入射到合束镜，第二激光器发出的激光光束透射过合束镜后，与经合束镜的第一镜面反射的激光光束重合为一个光束。本发明还公开一种激光合束方法。本发明的激光合束系统可将相同型号的激光器所发射的激光光束合成。合成输出的激光光束功率为单束激光功率的2倍，可以保证激光器工作稳定的前提下，满足加工使用对高激光功率的要求。
文档编号G02B27/09GK102289078SQ201110169538
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者张鹏, 林守利, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司