专利名称：输出与基平面成45°线偏振光束的射频板条激光器整机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种射频板条CCb激光器整机。主要用于金属材料的激光 切割。属激光技术领域。
技术背景激光切割金属材料要求光束是圆偏振光，这样的光切割金属板材在垂 直和平行于激光运动方向的切缝宽窄一致。反之，线偏振光切割金属板材， 则切缝在两个方向上宽窄有明显的区别。为此，激光金属板材切割数控机 床的生产厂家，希望购买的激光光源输出的是与基平面(水平面)成45° 倾斜的线偏振光束。否则，在数控机床的光束入口还要增加额外的装置， 以保证板材的切缝在两个方向尺寸一致，这给数控机床增加了成本，也在 技术上增加了难度。普通的射频板条C02激光器的光学变换装置如图1，在X-Y坐标平面 内，激光器输出平行于基面的线偏振光束，经平面全反镜和圆柱面全反镜 反射，折转两个90。，矩形光束变成了圆光束，线偏振方向仍然平行于基 面。由物理学，只有倾斜于1/4波片全反镜入射面45。的线偏振光才能转 换成圆偏振光，如图2。普通的射频板条C02激光器，电极平面一般平行于基平面，输出平行于电极平面的线偏振光，如图3。这种光无法直接通过1/4波片全反镜变成 圆偏振光。德国Rofin-Sinar公司为了满足数控机床公司对倾斜45°线偏振光的要 求，他们将射频电极从平行于基平面而倾斜45。安置，如图4。 Rofm的结 构虽然输出了45。倾斜线偏振光，但因金属电极非常沉重，给电极结构的 支撑带来了困难，从而对结构的稳定性、输出光的稳定性均带来了非常不 利的影响，而解决这类问题，就导致了结构的复杂性，增加了成本。发明内容本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能输出与基平面成45°线 偏振光束的射频板条激光器整机，该整机在射频电极平面平行于基平面的 情况下也能满足数控机床公司对倾斜45°线偏振光的要求。本发明的目的是这样实现的 一种输出与基平面成45°线偏振光束的 射频板条激光器整机，包括射频板条C02激光器和光束变换装置，所述光 束变换装置包括光学变换器I 、光学变换器II、平面全反镜和圆柱面全反 镜，所述平面全反镜和圆柱面全反镜分别安装在光学变换器I和光学变换 器II内，所述射频板条C02激光器横向安装于机座上，其特征在于-所述安装在光学变换器I内的平面全反镜通过一个45°斜支座倾斜于 基平面45°安装在机座上，该平面全反镜的镜面中心置于激光器的输出镜 中心线的延长线上，从平面全反镜出射的光束与激光器的输出镜中心线的 延长线正交，并倾斜于基面45。；所述安装在另一只光学变换器n内的圆柱面全反镜通过另一个45。斜支座倾斜于基平面45。安装在支柱上，该支柱竖直向上安装在机座上，并 使圆柱面全反镜的镜面中心与平面全反镜的镜面中心之间的连线与基平面 呈45°夹角，该连线与激光器输出光束方向正交。本发明射频板条激光器整机由射频板条C02激光器和光束变换装置组 成，也是输出了倾斜于基平面45。的线偏振光。本发明的优越性在于激 光器内部电极仍然与基面平行放置，省略了倾斜支撑电极的麻烦。在激光 器输出激光后，本发明把实现线偏振光束45°倾斜与矩形光束变成圆形光 束的变换光路结合在一起，从而输出了具有与基平面倾斜45°线偏振的圆 形激光光束，而激光器内部结构仍然相对简单、稳定。
图1为以往普通的射频板条C02激光器的光学变换装置的光路图。图2为倾斜于1/4波片全反镜入射面45°的线偏振光转换成圆偏振光 的光路图。图3为普通射频板条激光器射频电极的安置位置图。 图4为德国Rofm-Sinar射频电极安置位置图。图5为本发明输出与基平面成45°线偏振光束的射频板条激光器整机 的平面布置示意图。图6为本发明输出与基平面成45°线偏振光束的射频板条激光器整机 的立面布置示意图。图7为本发明输出与基平面成45°线偏振光束的射频板条激光器整机的光束变换装置光路图。图中射频板条co2激光器1 、激光器输出镜1.1 、输出镜中心线P-P'、 输出镜端面A、平面全反镜2、圆柱面全反镜3、 45°斜支座I4、 45°斜 支座H5、支柱6、机座7、光学变换器I8，光学变换器I19。
具体实施方式
参见图5、6，本发明涉及的输出与基平面成45。线偏振光束的射频板 条激光器整机，由射频板条C02激光器1和光束变换装置组成。所述光束 变换装置由光学变换器I8、光学变换器I19、平面全反镜2、圆柱面全反 镜3、 45°斜支座I4、 45°斜支座II5和支柱6组成。平面全反镜2和圆 柱面全反镜3分别安装在光学变换器I 8和光学变换器119内。所述射频板条C02激光器1横向安装于机座7上；所述安装在光学变换器8 I内的平面全反镜2通过一个45。斜支座I 4 倾斜于基平面45。安装在机座7上，该平面全反镜2的镜面中心0'置于 激光器的输出镜中心线P-P'的延长线上，从平面全反镜2出射的光束与 激光器的输出镜中心线P-P'的延长线正交，并倾斜于基面45。。所述安装在光学变换器I19内的圆柱面全反镜3通过另一个45°斜支 座115倾斜于基平面45°安装在支柱6上，该支柱6竖直向上安装在机座 7上，并使圆柱面全反镜3的镜面中心O"与平面全反镜2的镜面中心O '之间的连线与基平面呈45。的夹角，该连线同时与激光器输出光束方向 正交。工作原理参见图7，激光器出射的光束平行于X轴入射到置于三维坐标原点O 的平面全反镜2上，该镜将光束折转到三维坐标的Y-Z平面内且与Y轴呈 45°交角，再入射到圆柱面全反镜3上，圆柱面全反镜3将光束平行X轴 折转后射出。经试验测得线偏振光最终与基面成45。角且成圆形光束输出 激光整机。
权利要求
1、一种输出与基平面成45°线偏振光束的射频板条激光器整机，包括射频板条CO2激光器(1)和光束变换装置，所述光束变换装置包括光学变换器I(8)、光学变换器II(9)、平面全反镜(2)和圆柱面全反镜(3)，所述平面全反镜(2)和圆柱面全反镜(3)分别安装在光学变换器I(8)和光学变换器II(9)内，所述射频板条CO2激光器(1)横向安装于机座(7)上，其特征在于所述安装在光学变换器I(8)内的平面全反镜(2)通过一个45°斜支座I(4)倾斜于基平面45°安装在机座(7)上，该平面全反镜的镜面中心置于激光器的输出镜中心线(P-P′)的延长线上，从平面全反镜出射的光束与激光器的输出镜中心线(P-P′)的延长线正交，并倾斜于基面45°；所述安装在另一只光学变换器II(9)内的圆柱面全反镜(3)通过另一个45°斜支座II(5)倾斜于基平面45°安装在支柱(6)上，该支柱(6)竖直向上安装在机座(7)上，并使圆柱面全反镜(3)的镜面中心与平面全反镜(2)的镜面中心之间的连线与基平面呈45°夹角，该连线与激光器输出光束方向正交。
全文摘要
本发明涉及一种输出与基平面成45°线偏振光束的射频板条激光器整机，包括射频板条CO<sub>2</sub>激光器(1)和光束变换装置，所述光束变换装置包括光学变换器I(8)、光学变换器II(9)、平面全反镜(2)和圆柱面全反镜(3)，所述平面全反镜(2)通过一个45°斜支座I(4)倾斜于基平面45°安装在机座(7)上，该平面全反镜的镜面中心置于激光器的输出镜中心线(P-P′)的延长线上，从平面全反镜出射的光束与激光器的输出镜中心线(P-P′)的延长线正交，并倾斜于基面45°；所述圆柱面全反镜(3)通过另一个45°斜支座II(5)倾斜于基平面45°安装在支柱(6)上，并使圆柱面全反镜(3)的镜面中心与平面全反镜(2)的镜面中心之间的连线与基平面呈45°夹角，该连线与激光器输出光束方向正交。本发明能输出与基平面成45°线偏振光束。
文档编号H01S3/00GK101222104SQ200710191290
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月13日 优先权日2007年12月13日
发明者丁义国, 张龙华, 朱永祥, 浩 胡, 顾鸿璋, 高允贵 申请人:江苏新潮科技集团有限公司