CN111451218A - 一种合束激光的产生方法、激光器以及激光清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种合束激光的产生方法，其特征在于，所述合束激光的产生方法包括以下步骤：通过第一激光产生器产生环形激光光束；通过第二激光产生器产生高斯激光光束，所述高斯激光光束的外圈能量强度小于所述环形激光光束的平均能量强度且所述高斯激光光束的中心能量强度大于所述环形激光光束的平均能量强度；通过激光合束器将所述环形激光光束与所述高斯激光光束合束为合束激光，且所述环形激光光束环绕所述高斯激光光束。

Description

一种合束激光的产生方法、激光器以及激光清洗方法
技术领域
本发明涉及激光领域，尤其涉及一种合束激光的产生方法、激光器以及激光清洗方法。
背景技术
在激光清洗领域中，激光清洗设备中产生的连续激光束一般为高斯激光光束，高斯激光光束的特点是激光光斑中心的能量密度高，周围的能量密度低，导致在清洗过程中经常会出现光斑四周刚好能够清洗污染层，而光斑中心因为能量过高损害清洗基材；或者光斑中心刚好能够清洗污染层，光斑周围部分因为能量较低而未清洗干净；目前有部分设备通过整形***将高斯激光光束转化为能量密度较为均匀的环形激光光束，但是环形激光光束会存在盲区，因此需要一种能够产生能量分布较为均匀的激光束的方法。
发明内容
本发明提供了一种合束激光的产生方法、激光器以及激光清洗方法，激光束能量分布较为均匀，清洗效果较为相近以避免损伤基材。
本发明首先提供了一种合束激光的产生方法，所述合束激光的产生方法包括以下步骤：
通过第一激光产生器产生环形激光光束；
通过第二激光产生器产生高斯激光光束，所述高斯激光光束的外圈能量强度小于所述环形激光光束的平均能量强度且所述高斯激光光束的中心能量强度大于所述环形激光光束的平均能量强度；
通过激光合束器将所述环形激光光束与所述高斯激光光束合束为合束激光，且所述环形激光光束环绕所述高斯激光光束。
进一步的，所述环形激光光束的平均功率密度为ρ1，所述高斯激光光束的平均功率密度为ρ2，且ρ1≥ρ2。
进一步的，还包括将所述合束激光聚焦的步骤，所述合束激光聚焦后的辐射面包括圆形光斑以及环绕所述圆形光斑的环形光斑，所述环形光斑与所述圆形光斑的间隙为0-0.4mm。
进一步的，所述环形光斑的内径为0.4-0.8mm，所述圆形光斑的直径为0.2-0.4mm，且所述环形光斑的环宽为0.2-0.4mm。
本发明还提供一种激光清洗方法，用上述的合束激光的产生方法生成的合束激光对污染层进行清洗。
本发明还提供一种激光器，包括第一激光产生器、第二激光产生器以及激光合束器，所述第一激光产生器用于产生环形激光光束，所述第二激光产生器用于产生高斯激光光束，所述激光合束器用于将所述环形激光光束与所述高斯激光光束合束为合束激光，且所述环形激光光束环绕所述高斯激光光束，所述高斯激光光束的外圈能量强度小于所述环形激光光束的平均能量强度且所述高斯激光光束的中心能量强度大于所述环形激光光束的平均能量强度。
进一步的，所述环形激光光束的平均功率密度为ρ1，所述高斯激光光束的平均功率密度为ρ2，且ρ1≥ρ2。
进一步的，还包括聚焦装置，所述聚焦装置用于聚焦所述合束激光，所述合束激光聚焦后的辐射面包括圆形光斑以及环绕所述圆形光斑的环形光斑，所述环形光斑与所述圆形光斑的间隙为0-0.4mm。
进一步的，所述环形光斑的内径为0.4-0.8mm，所述圆形光斑的直径为0.2-0.4mm，且所述环形光斑的环宽为0.2-0.4mm。
本发明还提供一种激光清洗方法，通过上述的激光器产生的所述合束激光对污染层进行清洗，所述污染层可以为油漆、氧化层以及其他污染物。
本发明将环形激光光束与高斯激光光束合束为合束激光，通过设置环形激光光束的平均能量强度大于高斯激光光束的外圈能量强度且小于高斯激光光束的中心能量强度，以使得合束激光的能量分布较为均匀，清洗效果较为相近。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
还需要说明的是，本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供了一种合束激光的产生方法，合束激光的产生方法包括以下步骤：
通过第一激光产生器产生环形激光光束。
通过第二激光产生器产生高斯激光光束，高斯激光光束的外圈能量强度小于环形激光光束的平均能量强度且高斯激光光束的中心能量强度大于环形激光光束的平均能量强度。
通过激光合束器将环形激光光束与高斯激光光束合束为合束激光，且环形激光光束环绕高斯激光光束。
高斯激光光束的横截面的中心能量强度高，周围的能量强度低；而环形激光光束的横截面的能量强度较为均匀，利用环形激光光束的内圈能量强度以弥补高斯激光光束的外圈能量强度低的问题，以使得合束激光的能量分布相对较为均匀，清洗效果较为相近。
具体的，环形激光光束的平均功率密度为ρ1，高斯激光光束的平均功率密度为ρ2，且ρ1≥ρ2。
具体的，还包括将合束激光聚焦的步骤，合束激光聚焦后的辐射面包括圆形光斑以及环绕圆形光斑的环形光斑，环形光斑与圆形光斑的间隙为0-0.4mm。
优选的，环形光斑的内径为0.4-0.8mm，圆形光斑的直径为 0.2-0.4mm，且环形光斑的环宽为0.2-0.4mm。
本发明还提供了一种激光清洗方法，用上述的合束激光对污染层进行清洗。
本发明提供了一种激光器，包括第一激光产生器、第二激光产生器以及激光合束器，第一激光产生器用于产生环形激光光束，第二激光产生器用于产生高斯激光光束，激光合束器用于将环形激光光束与高斯激光光束合束为合束激光，且环形激光光束环绕高斯激光光束，其特征在于，高斯激光光束的外圈能量强度小于环形激光光束的平均能量强度且高斯激光光束的中心能量强度大于环形激光光束的平均能量强度。
具体的，环形激光光束的平均功率密度为ρ1，高斯激光光束的平均功率密度为ρ2，且ρ1≥ρ2。
具体的，还包括聚焦装置，聚焦装置用于聚焦合束激光，合束激光聚焦后的辐射面包括圆形光斑以及环绕圆形光斑的环形光斑，环形光斑与圆形光斑的间隙为0-0.4mm。
优选的，环形光斑的内径为0.4-0.8mm，圆形光斑的直径为 0.2-0.4mm，且环形光斑的环宽为0.2-0.4mm。
本发明还提供一种激光清洗方法，通过上述的激光器产生的合束激光对污染层进行清洗，污染层可以为油漆或氧化层。
本申请的说明书和权利要求书中，词语“包括/包含”和词语“具有/ 包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、部件或它们的组合。
本发明的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然而，这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反，本发明的一些特征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然而，这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种合束激光的产生方法，其特征在于，所述合束激光的产生方法包括以下步骤：
通过第一激光产生器产生环形激光光束；
通过第二激光产生器产生高斯激光光束，所述高斯激光光束的外圈能量强度小于所述环形激光光束的平均能量强度且所述高斯激光光束的中心能量强度大于所述环形激光光束的平均能量强度；
通过激光合束器将所述环形激光光束与所述高斯激光光束合束为合束激光，且所述环形激光光束环绕所述高斯激光光束。
2.根据权利要求1所述的合束激光的产生方法，其特征在于，所述环形激光光束的平均功率密度为ρ1，所述高斯激光光束的平均功率密度为ρ2，且ρ1≥ρ2。
3.根据权利要求1所述的合束激光的产生方法，其特征在于，还包括将所述合束激光聚焦的步骤，所述合束激光聚焦后的辐射面包括圆形光斑以及环绕所述圆形光斑的环形光斑，所述环形光斑与所述圆形光斑的间隙为0-0.4mm。
4.根据权利要求3所述的合束激光的产生方法，其特征在于，所述环形光斑的内径为0.4-0.8mm，所述圆形光斑的直径为0.2-0.4mm，且所述环形光斑的环宽为0.2-0.4mm。
5.一种激光清洗方法，其特征在于，用权利要求1-4中任一项所述的合束激光的产生方法生成的合束激光对污染层进行清洗。
6.一种激光器，包括第一激光产生器、第二激光产生器以及激光合束器，所述第一激光产生器用于产生环形激光光束，所述第二激光产生器用于产生高斯激光光束，所述激光合束器用于将所述环形激光光束与所述高斯激光光束合束为合束激光，且所述环形激光光束环绕所述高斯激光光束，其特征在于，所述高斯激光光束的外圈能量强度小于所述环形激光光束的平均能量强度且所述高斯激光光束的中心能量强度大于所述环形激光光束的平均能量强度。
7.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述环形激光光束的平均功率密度为ρ1，所述高斯激光光束的平均功率密度为ρ2，且ρ1≥ρ2。
8.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，还包括聚焦装置，所述聚焦装置用于聚焦所述合束激光，所述合束激光聚焦后的辐射面包括圆形光斑以及环绕所述圆形光斑的环形光斑，所述环形光斑与所述圆形光斑的间隙为0-0.4mm。
9.根据权利要求8所述的激光器，其特征在于，所述环形光斑的内径为0.4-0.8mm，所述圆形光斑的直径为0.2-0.4mm，且所述环形光斑的环宽为0.2-0.4mm。
10.一种激光清洗方法，通过如权利要求6-9中任一项所述的激光器产生的所述合束激光对污染层进行清洗，所述污染层可以为油漆、氧化层以及其他污染物。
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