專利名稱：環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種激光加工機(jī)使用的環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡。
目前激光加工機(jī)使用的光斑轉(zhuǎn)換鏡是平凸鏡，形成的激光光斑多為多模圓形光斑，這種光斑中心能量密度高，而邊緣能量密度低，這樣激光加工時(shí)，光斑照射區(qū)域中心部位熱傳導(dǎo)條件差，散熱慢，邊緣部位熱傳導(dǎo)條件好，散熱快，這兩種因素使得光斑照射中心部位的溫度高于邊緣部位的溫度。往往中心部位的材料已達(dá)到熔化點(diǎn)或汽化點(diǎn)，而邊緣溫度還很低，這種光斑能量分布不合理現(xiàn)象，造成中心能量過剩，邊緣能量欠缺，激光能量不能充分利用，如一次激光熱處理面積小，而且改性層不均勻，呈月牙狀，尤其是在激光相變硬化技術(shù)中，為得到深的淬硬層，材料表面往往被加熱到接近熔點(diǎn)，光束能量分布的不合理性，再加上國產(chǎn)激光器光束質(zhì)量的不穩(wěn)定性，很容易使改性層表面微熔，而使零件報(bào)廢。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種使激光光束能量在中心部位低，在邊緣部位高的環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡產(chǎn)品。
本實(shí)用新型是通過以下設(shè)計(jì)方案來完成，轉(zhuǎn)換鏡是圓形的，直徑φ5至200毫米，上面為球形面(1)，半徑R50至1000毫米，下面為圓錐形面(2)，錐角θ160°～179.8°。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在焦點(diǎn)及其附近形成環(huán)形光斑，提高激光加工效率，實(shí)驗(yàn)表示在其它條件相同的情況下，使用本實(shí)用新型可使激光熱處理的體效率提高50％，面效率提高29％。
下面對(duì)


圖1－－環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡結(jié)構(gòu)圖圖2－－傳統(tǒng)平凸轉(zhuǎn)換鏡激光光束的聚焦?fàn)顩r和能量分布情況圖3－－環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡激光光束的聚焦?fàn)顩r和能量分布情況圖4－－傳統(tǒng)平凸轉(zhuǎn)換鏡得到的改性層是月牙形。
圖5、圖6、圖7、圖8－－環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡得到的改性層形況。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說明，熱處理用的環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡是圓形的直徑φ50毫米，上面為球形面(1)，半徑R200毫米，下面為圓錐形面(2)，錐角θ178°。
根據(jù)激光加工需要生產(chǎn)系列產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.光斑轉(zhuǎn)換鏡，其特征在于轉(zhuǎn)換鏡是圓形的，直徑φ5至200毫米，上面為球形面，半徑R50至1000毫米，下面為圓錐形面，錐角θ160°～179.8°。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種激光加工機(jī)應(yīng)用的環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡。轉(zhuǎn)換鏡是圓形的，上面為球形面，下面為圓錐形面，這種環(huán)形光斑轉(zhuǎn)換鏡的原理是用一般聚焦透鏡和錐形鏡的組合體，光束首先經(jīng)過球形面聚焦，又經(jīng)過錐形鏡的分光，在焦點(diǎn)及其附近形成環(huán)形光斑。優(yōu)點(diǎn)是提高激光加工的效率，實(shí)驗(yàn)表明在其它條件相同的情況下，使用本實(shí)用新型可使激光熱處理的體效率提高50％，使激光熱處理的面效率提高29％。
文檔編號(hào)G02B3/00GK2163387SQ93224250
公開日1994年4月27日 申請(qǐng)日期1993年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月15日
發(fā)明者張海程 申請(qǐng)人:張海程