手持式线光源激光头的制作方法

本实用新型涉及激光清洗技术，特别是涉及一种手持式线光源激光头。

背景技术：

激光清洗技术，是利用激光的光物理特性，来去除工件表面的氧化层、油漆层或其他污染层。其物理原理可概括如下：

a)激光器发射的光束被需处理表面上的污染层所吸收。

b)大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体(高度电离的不稳定气体)，产生冲击波。

c)冲击波使污染物变成碎片并被剔除。

d)光脉冲宽度必须足够短，以避免使被处理表面遭到破坏的热积累。

e)实验表明当金属表面上有氧化物时，等离子体产生于金属表面。

其中，等离子体只在能量密度高于阈值的情况下产生，这个阈值取决于被去除的污染层或氧化层。这个阈值效应对在保证基底材料安全的情况下进行有效清洁非常重要。等离子体的出现还存在第二个阈值。如果能量密度超过这一阈值，则基底材料将被破坏。为在保证基底材料安全的前提下进行有效的清洁，必须根据情况调整激光参数，使光脉冲的能量密度严格处于两个阈值之间。

现有技术中，为了保持激光能有足够的能量，一般从光纤出来聚焦后的光斑都很小，只有1到4毫米，这导致清洗面积过小，清洗速度下降。因此，会通过往复转动的振镜，将聚焦后的点光斑高速摆动，形成高速扫描的线光斑，以增加清洗效率，但是，因为存在摆动时的变速，会导致线光斑能量不均匀，影响清洗质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是要提供一种手持式线光源激光头，能够使得线光斑能量均匀，防止灼伤基体或清洗不净，提升激光清洗的效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种手持式线光源激光头，包括：

传输来自于激光器的初始光的光纤；

能对所述初始光进行准直，获得平行光的准直镜；

能往复转动的振镜，设置在所述准直镜的光路上，将所述平行光反射为往复摆动的平行光；

对所述往复摆动的平行光进行聚焦，在聚焦平面上形成线形光斑的聚焦镜；

在所述振镜匀速转动过程中允许所述激光器出光，在所述振镜变速转动过程中禁止所述激光器出光的出光控制单元。

优选的，上述的手持式线光源激光头中，所述准直镜设置在所述光纤的光纤口。

优选的，上述的手持式线光源激光头中，所述平行光的光斑直径为20-25毫米。

优选的，上述的手持式线光源激光头中，所述线形光斑的宽度为0.5-3毫米，长度为70-100毫米。

优选的，上述的手持式线光源激光头中，所述聚焦镜的直径为300mm，所述线形光斑的长度为100mm。

优选的，上述的手持式线光源激光头中，所述聚焦镜的直径为200mm，所述线形光斑的长度为70mm。

优选的，上述的手持式线光源激光头中，还包括：

能够调节所述线形光斑的长度的调节单元。

本实用新型实施例具有以下技术效果：

1)本实用新型实施例中，通过出光控制单元对激光器出光进行控制，仅在振镜匀速转动的时候才允许出光，因此，振镜所反射后的平行光也是均匀转动，其被聚焦后形成的线形光斑能量分布基本均匀。

2)本实用新型实施例中，仅仅通过简单的出光控制，就选取了振镜的匀速转动阶段，进而选取了均匀转动的平行光，使得线形光斑能量分布基本均匀，控制简单，成本低，以简单可靠的方式就获得了基本能量平衡的线形光斑。

3)本实用新型实施例中，可以调节线形光斑的长度，具有更好的适应性。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本实用新型方法实施例的步骤流程图；

图2是本实用新型手持式线光源激光头实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1是本实用新型一个方法实施例的步骤流程图，如图1所示，本实用新型实施例提供一种手持式线光源激光头的激光清洗方法，其包括：

步骤101，通过光纤传输来自于激光器的初始光；

步骤102，通过准直镜对所述初始光进行准直，获得平行光；

步骤103，通过往复转动的振镜，将所述平行光反射为往复摆动的平行光；

步骤104，通过聚焦镜，对所述往复摆动的平行光进行聚焦，在聚焦平面上形成线形光斑；

步骤105，通过出光控制单元，在所述振镜匀速转动过程中允许所述激光器出光，在所述振镜变速转动(例如加速转动或减速转动)过程中禁止所述激光器出光。

可见，本实用新型实施例中，通过出光控制单元对激光器出光进行控制，仅在振镜匀速转动的时候才允许出光，因此，振镜所反射后的平行光也是均匀转动，其被聚焦后形成的线形光斑能量分布基本均匀。

本实用新型的一个方法实施例中，所述准直镜设置在所述光纤的光纤口。所述平行光的光斑直径为20-25毫米。所述线形光斑的宽度为0.5-3毫米，长度为70-100毫米。例如，在选用300mm透镜聚焦时，线形光斑的长度约为100mm；在选用200mm透镜聚焦时，线形光斑的长度约为70mm。

图2是本实用新型手持式线光源激光头实施例的结构示意图，如图2所示，一种手持式线光源激光头，包括：

传输来自于激光器的初始光的光纤210；

能对所述初始光进行准直，获得平行光的准直镜220；

能往复转动的振镜230，设置在所述准直镜的光路上，将所述平行光反射为往复摆动的平行光；

对所述往复摆动的平行光进行聚焦，在聚焦平面上形成线形光斑的聚焦镜240；

在所述振镜匀速转动过程中允许所述激光器出光，在所述振镜变速转动过程中禁止所述激光器出光的出光控制单元250。

可见，本实用新型实施例中，通过出光控制单元对激光器出光进行控制，仅在振镜匀速转动的时候才允许出光，因此，振镜所反射后的平行光也是均匀转动，其被聚焦后形成的线形光斑能量分布基本均匀。

本实用新型的一个手持式线光源激光的实施例中，所述准直镜220设置在所述光纤的光纤口211。

所述平行光的光斑直径为20-25毫米。所述线形光斑的宽度为0.5-3毫米，长度为70-100毫米。

本实用新型的一个手持式线光源激光的实施例中，所述聚焦镜的直径为300mm，所述线形光斑的长度为100mm。

本实用新型的一个手持式线光源激光的实施例中，所述聚焦镜的直径为200mm，所述线形光斑的长度为70mm。

本实用新型的一个手持式线光源激光的实施例中，还包括：调节单元，用于调节所述线形光斑的长度。例如，通过控制振镜的最大转角，来控制形光斑的长度，此时，调节单元连接振镜的转动单元；或者通过控制出光的时间区间，在振镜摆动的一个角度区间范围内才允许出光，从而控制线形光斑的长度，此时，调节单元连接激光器。

本实用新型的一个手持式线光源激光的实施例中，为了线形光斑的能量更加均匀，需要聚焦后的焦点在线形光斑上的每个点停留相同的时长，也就是移动的焦点在单位时间内尽量要扫过相同的长度，而焦点的位置为L＊sinα，其中α为角度，与振镜的转动角速度相关；L为振镜到聚焦镜的距离，因此，可以控制振镜的转动角速度以抵消该正弦曲线的影响，使得焦点在线形光斑上的每个点停留相同的时长。因此，可以提供一个能控制振镜的转动角速度的转动控制器，预设一个抵消该正弦曲线的影响的转动曲线，使得移动的焦点在单位时间内尽量要扫过相同的长度。当然，这会增加了控制难度和控制成本。

由上可知，本实用新型具有以下优势：

1)本实用新型实施例中，通过出光控制单元对激光器出光进行控制，仅在振镜匀速转动的时候才允许出光，因此，振镜所反射后的平行光也是均匀转动，其被聚焦后形成的线形光斑能量分布基本均匀。

2)本实用新型实施例中，仅仅通过简单的出光控制，就选取了振镜的匀速转动阶段，进而选取了均匀转动的平行光，使得线形光斑能量分布基本均匀，控制简单，成本低，以简单可靠的方式就获得了基本能量平衡的线形光斑。

3)本实用新型实施例中，可以调节线形光斑的长度，具有更好的适应性。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。