CN207114861U - 一种温度补偿的高功率激光加工镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种温度补偿的高功率激光加工镜头，包括沿光路依序设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和窗口片，所述的第一透镜和第四透镜为负透镜，所述的第二透镜和第三透镜为正透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜中的至少一个为负热光系数材料制成，其余为正热光系数材料制成，通过采用负热光系数材料的透镜，补偿了由于透镜对激光吸收造成的温升而导致的透镜折射率变化，降低了热透镜效应，得到了稳定的激光加工效率和加工效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光技术领域，尤其是一种温度补偿的高功率激光加工镜头。
背景技术
激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等各个领域，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。激光加工镜头是激光加工设备的重要部件之一，其性能好坏直接影响了激光加工的效率。目前激光加工设备的激光输出功率已往越来越高的方向发展。目前商用激光输出的功率达到了10kW的水平，假设每个透镜存在千分之五的吸收，10kW功率下就有50W的产生热量，在连续工作状态下，普通的激光加工镜头中的透镜对激光的吸收已变得不能忽略不计，会导致透镜的温度上升，从而引起折射率变化，整个镜头的焦距和工作距离发生了改变，极大影响了激光加工效率和加工效果。
发明内容
针对现有技术的情况，本实用新型的技术目的在于提供一种实施可靠的带温度补偿的高功率激光加工镜头。
为了实现上述的技术目的，本实用新型的技术方案为：
一种温度补偿的高功率激光加工镜头，其包括沿光路依序设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和窗口片，所述的第一透镜和第四透镜为负透镜，所述的第二透镜和第三透镜为正透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜中的至少一个为负热光系数材料制成，其余为正热光系数材料制成。
进一步，所述的负热光系数材料为磷酸盐类玻璃。
进一步，所述的正热光系数材料为熔石英。
进一步，所述的第一透镜和第四透镜为弯月型的负透镜。
进一步，所述的第二透镜和第三透镜为双凸型的正透镜。
进一步，所述的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和窗口片上均镀设有相应工作波长的增透膜。
采用上述的技术方案，本实用新型的有益效果为：通过采用负热光系数材料的透镜，补偿了由于透镜对激光吸收造成的温升而导致的透镜折射率变化，降低了热透镜效应，得到了稳定的激光加工效率和加工效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述：
图1是本实用新型温度补偿的高功率激光加工镜头的结构示意图；
图2是本实用新型在25℃下的工作距离示意图；
图3是本实用新型处于无温度补偿时在200℃下的工作距离示意图；
图4是本实用新型处于有温度补偿时在200℃下的工作距离示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型温度补偿的高功率激光加工镜头包括沿光路依序设置的第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104和窗口片105，所述的第一透镜101和第四透镜104为负透镜，所述的第二透镜102和第三透镜103为正透镜，所述第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104中的至少一个为负热光系数材料制成，其余为正热光系数材料制成。
其中，所述的负热光系数材料为磷酸盐类玻璃，所述的正热光系数材料为熔石英。
另外，所述的第一透镜101和第四透镜104为弯月型的负透镜，所述的第二透镜102和第三透镜103为双凸型的正透镜。
并且，所述的第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104和窗口片105上均镀设有相应工作波长的增透膜。
做为本实用新型的其中一种实施方式，本实施例中所述的第一透镜101和第二透镜102为正热光系数的熔石英制成，其dn/dt<＝10e-6/℃；所述的第三透镜103和第四透镜104为负热光系数的磷酸盐类玻璃制成，其dn/dt<-8e-6/℃。
图2示出了本实施例温度补偿的高功率激光加工镜头在25℃下的工作距离参数，且其设计参数如下表所示：
表1本实施例激光加工镜头在25℃下的工作距离参数及设计参数
其中，第一透镜201、第二透镜202、第三透镜203、第四透镜204和窗口片205的结构与图1所示相同。
如图3所示，其示出了本实施例高功率激光加工处于无温度补偿时在200℃下的工作距离，且其设计参数如下表所示：
表2本实施例激光加工镜头处于无温度补偿时在200℃下的工作距离参数及设计参数
其中，第一透镜301、第二透镜302、第三透镜303、第四透镜304和窗口片305的结构与图1所示相同。
如图4所示，其示出了本实施例温度补偿的高功率激光加工镜头处于有温度补偿时在200℃下的工作距离，且其设计参数如下表所示：
表3本实施例激光加工镜头处于有温度补偿时在200℃下的工作距离参数及设计参数
其中，第一透镜401、第二透镜402、第三透镜403、第四透镜404和窗口片405的结构与图1所示相同。
从表1和表3可以看出，使用了负热光系数的透镜后，当透镜温度升高后，能有效补偿温度升高所带来的工作距离变化。
以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对此实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种温度补偿的高功率激光加工镜头，其特征在于：其包括沿光路依序设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和窗口片，所述的第一透镜和第四透镜为负透镜，所述的第二透镜和第三透镜为正透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜中的至少一个为负热光系数材料制成，其余为正热光系数材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种温度补偿的高功率激光加工镜头，其特征在于：所述的负热光系数材料为磷酸盐类玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种温度补偿的高功率激光加工镜头，其特征在于：所述的正热光系数材料为熔石英。
4.根据权利要求1所述的一种温度补偿的高功率激光加工镜头，其特征在于：所述的第一透镜和第四透镜为弯月型的负透镜。
5.根据权利要求1所述的一种温度补偿的高功率激光加工镜头，其特征在于：所述的第二透镜和第三透镜为双凸型的正透镜。
6.根据权利要求1所述的一种温度补偿的高功率激光加工镜头，其特征在于：所述的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和窗口片上均镀设有相应工作波长的增透膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721083746.9U CN207114861U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种温度补偿的高功率激光加工镜头 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721083746.9U CN207114861U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种温度补偿的高功率激光加工镜头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN207114861U true CN207114861U (zh) | 2018-03-16 |
Family
ID=61577906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201721083746.9U Active CN207114861U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种温度补偿的高功率激光加工镜头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207114861U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210268741A1 (en) * | 2018-06-27 | 2021-09-02 | Csir | Thermo optical control of focus position of an energy beam in an additive manufacturing apparatus |
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2017
- 2017-08-28 CN CN201721083746.9U patent/CN207114861U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210268741A1 (en) * | 2018-06-27 | 2021-09-02 | Csir | Thermo optical control of focus position of an energy beam in an additive manufacturing apparatus |
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