本發(fā)明涉及激光清洗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光清洗用可變焦光學(xué)單元及激光清洗裝置。

背景技術(shù)：

參見圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中激光清洗裝置的激光束從激光隔離其中發(fā)出后經(jīng)多次折返聚焦場鏡射出，根據(jù)計(jì)算距焦光斑直徑公式和其中，di為經(jīng)聚焦場鏡射出的光斑直徑，λ為激光波長，m²為激光束質(zhì)量，f為聚焦場鏡焦距，d0為聚焦場鏡入射側(cè)的光斑直徑，b為焦深，p為聚焦容忍度公差，一般取值為1.05，可知在輸入激光束、聚焦場鏡相同的情況下，聚焦場鏡入射側(cè)的光斑直徑越小，得到的焦深越長。而現(xiàn)有的技術(shù)中得到的焦深較短，導(dǎo)致激光清洗技術(shù)在弧度較大的工件上無法一次清洗，需要經(jīng)過多次重復(fù)清洗，這樣大大影響了生產(chǎn)效率，同時(shí)也造成部分清洗次數(shù)不一致導(dǎo)致有的部分位置容易傷到材料底層，因此，現(xiàn)有技術(shù)在激光清洗裝置中為了獲取長的焦深，需要將激光不停的進(jìn)行折返才能獲得較長的焦深，但是經(jīng)過多次折返后的激光功率大大降低，且多次折返的激光清洗裝置的體積較大，不方便使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種激光清洗用可變焦光學(xué)單元及帶有該單元的激光清洗裝置，能夠在不降低激光功率的前提下獲取長的焦深。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種激光清洗用可變焦光學(xué)單元，包括位于激光路徑上的一正透鏡和一負(fù)透鏡，所述正透鏡為輸入鏡，所述負(fù)透鏡為輸出鏡，使得所述正透鏡輸入側(cè)光斑直徑大于所述負(fù)透鏡輸出側(cè)光斑直徑。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述正透鏡可沿激光路徑移動(dòng)，且所述正透鏡的焦點(diǎn)以所述負(fù)透鏡為中心兩側(cè)移動(dòng)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述負(fù)透鏡沿激光路徑以所述正透鏡的焦點(diǎn)為中心兩側(cè)移動(dòng)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述正透鏡或負(fù)透鏡單側(cè)移動(dòng)范圍為0mm～30mm。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述正透鏡輸入側(cè)的光斑大小與所述負(fù)透鏡輸出側(cè)的光斑大小的比值為3:1。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，一種激光清洗裝置，安裝有如權(quán)利要求1所述的激光清洗用可變焦光學(xué)單元。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，該裝置包括光路安裝座，所述光路安裝座上沿激光路徑依次隔離器、正透鏡、負(fù)透鏡、安裝激光清洗振鏡頭、45°全返鏡和聚焦場鏡。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，該裝置包括用于安裝所述負(fù)透鏡的負(fù)透鏡安裝座和用于安裝所述正透鏡的正透鏡安裝座。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述負(fù)透鏡安裝座包括鏡座和滑軌，所述鏡座滑動(dòng)安裝于所述滑軌上，所述負(fù)透鏡安裝于所述鏡座上。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述負(fù)透鏡單側(cè)移動(dòng)范圍為0mm～30mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明的一種激光清洗用可變焦光學(xué)單元中正透鏡作為輸入鏡，負(fù)透鏡作為輸出鏡，在不改變輸入激光束的情況下，使用該激光清洗用可變焦光學(xué)單元可以改變聚焦場鏡入射側(cè)的光斑直徑，從而在激光清洗領(lǐng)域獲得可變焦深，解決了激光清洗技術(shù)中弧面較大的工件無法一次清洗整個(gè)弧面的問題，實(shí)現(xiàn)了小光斑、發(fā)散角大、能量密度分布大，在不影響激光功率的情況下打破了常規(guī)的獲取長焦深方法。

(2)本發(fā)明的一種激光清洗裝置，打破了激光傾斜行業(yè)中的常規(guī)做法，激光清洗用可變焦光學(xué)單元來改變聚焦場鏡入射側(cè)的光束直徑，經(jīng)過一次折返即可獲得較長焦深，且通過機(jī)械方式調(diào)節(jié)輸入鏡和輸出鏡之間的距離來調(diào)節(jié)激光清洗中的焦深長短，調(diào)節(jié)方便簡單、適用范圍廣。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中激光清洗裝置中光學(xué)單元的原理圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中激光清洗用可變焦光學(xué)單元的原理圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中激光清洗裝置的局部剖示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中負(fù)透鏡安裝座的局部放大圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中激光清洗裝置的爆炸圖。

圖中：1-正透鏡，2-負(fù)透鏡，3-負(fù)透鏡安裝座，4-正透鏡安裝座，5-鏡座，6-滑軌，7-光路安裝座，8-激光清洗振鏡頭，9-45°全返鏡，10-隔離器，11-聚焦場鏡。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種激光清洗用可變焦光學(xué)單元，包括位于激光路徑上的一個(gè)正透鏡1和一個(gè)負(fù)透鏡2，正透鏡為輸入鏡，負(fù)透鏡為輸出鏡，使得正透鏡1輸入側(cè)光斑直徑大于負(fù)透鏡2輸出側(cè)光斑直徑。本實(shí)施例中負(fù)透鏡2的焦點(diǎn)與正透鏡1的焦點(diǎn)可以重合，當(dāng)負(fù)透鏡2的焦點(diǎn)與正透鏡1的焦點(diǎn)重合時(shí)，負(fù)透鏡2輸出平行光?？筛鶕?jù)具體使用環(huán)境，調(diào)節(jié)負(fù)透鏡2與正透鏡1之間的距離，負(fù)透鏡2的焦點(diǎn)與正透鏡1的焦點(diǎn)也可以不重合，獲得合適的擴(kuò)散角度，改變聚焦場鏡11輸出入的光斑直徑大小。

本實(shí)施例中的負(fù)透鏡2沿激光路徑以正透鏡1的焦點(diǎn)為中心向兩側(cè)移動(dòng)，負(fù)透鏡2單側(cè)的移動(dòng)范圍為0mm～30mm。采用激光清洗用可變焦光學(xué)單元將光聚焦于一個(gè)很小的光斑，使得光的能量較為集中，同時(shí)獲得較長的激光焦深，在不影響激光功率的情況下，不用多次進(jìn)行折返來獲得較長的焦深。相同原理下，正透鏡1沿激光路徑移動(dòng)，且正透鏡1的焦點(diǎn)以負(fù)透鏡2為中心向兩側(cè)移動(dòng)，對(duì)于一些負(fù)透鏡2所在側(cè)行程較短，不適于移動(dòng)的情況，可以選擇正透鏡1作為移動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)象。

正透鏡1輸入側(cè)的光斑大小與負(fù)透鏡2輸出側(cè)的光斑大小的比值為3:1，本實(shí)施例中，正透鏡1輸入側(cè)的光斑大小為7.5，負(fù)透鏡2輸出側(cè)的光斑大小2.5。通過移動(dòng)正透鏡1或負(fù)透鏡2得到可調(diào)的焦距，打破了激光行業(yè)中傳統(tǒng)的使用方式，縮小光束直徑，增大光束發(fā)散角，激光光束發(fā)散角度適當(dāng)變大，進(jìn)而獲得較大的焦深。

參見圖3、圖4和圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供帶有上述激光清洗用可變焦光學(xué)單元的激光清洗裝置，該裝置包括該裝置包括光路安裝座7，光路安裝座7上沿激光路徑依次隔離器10、用于安裝正透鏡1的正透鏡安裝座4、用于安裝負(fù)透鏡2的負(fù)透鏡安裝座3、安裝激光清洗振鏡頭8、45°全返鏡9和聚焦場鏡11。其中正透鏡安裝座4固定設(shè)置，負(fù)透鏡安裝座3包括鏡座5和滑軌6，滑軌6安裝于光路安裝座7上，鏡座5滑動(dòng)安裝于滑軌6上，負(fù)透鏡2安裝于鏡座5上，鏡座5帶動(dòng)負(fù)透鏡2沿激光路徑以正透鏡1的焦點(diǎn)為中心兩側(cè)移動(dòng)，鏡座5單側(cè)移動(dòng)范圍為0mm～30mm。采用可調(diào)節(jié)的負(fù)透鏡2，實(shí)現(xiàn)可變焦光學(xué)，利用機(jī)械方式來移動(dòng)的負(fù)透鏡2，調(diào)節(jié)其與輸入鏡之間的距離的方式來調(diào)節(jié)激光清洗中的焦深長短。

隔離器10出激光后，激光經(jīng)過正透鏡1輸出后，在移動(dòng)負(fù)透鏡2實(shí)現(xiàn)在來調(diào)整聚焦場鏡11射入側(cè)的光斑直徑，從而獲得較長的焦深，從負(fù)透鏡2輸出的激光經(jīng)過一次45°全返鏡，激光反射到振鏡電機(jī)的鏡片8上，振鏡電機(jī)控制鏡片8擺動(dòng)的角度使激光進(jìn)入激光清洗振鏡頭8中。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。