一种小聚焦光斑激光清洗装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种小聚焦光斑激光清洗装置。


背景技术：

2.由于激光的高功率及其优良的能量传输能力，使得激光在工业，医疗以及军事、工业方面得到了重要应用，激光应用方面的研究工作已经成为光学领域的研究重点。激光清洗传统清洗工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的2020年以后，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。如何寻找更清洁，且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题，而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法，同时，激光清洗可以解决采用传统清洗方式无法解决的问题，由于激光清洗在实际应用中，大多数都是人为手动操作清洗，在对油漆，锈蚀等清理时会产生大量的粉尘，长时间的工作伴随着粉尘的吸入对人体有着不可逆的伤害。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小聚焦光斑激光清洗装置，以克服上述现有技术中的不足。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种小聚焦光斑激光清洗装置，包括：扩束镜组、光栅振镜和聚焦镜组，扩束镜组、光栅振镜和聚焦镜组沿激光传播路径依次布置。
5.本实用新型的有益效果是：
6.让激光束先进入扩束镜组进行扩束，再进入光栅振镜，然后从光栅振镜射向聚焦镜组，使光束聚焦光斑在远距离下直径能达到0.1mm以下，以实现在清洗中激光单点能量密度达到清洗氧化皮而不损伤基材的目的，最后控制光栅振镜摆动，实现区域扫描清洗；由于光束聚焦光斑在远距离下直径能达到0.1mm以下，因此可以解决近距离清洗过程中由于距离太近，挥发物被人体吸收而带来的伤害。
7.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
8.进一步，光栅振镜的入瞳直径为14mm。
9.采用上述进一步的有益效果为：不仅实现产品的便携，又能满足清洗功能。
10.进一步，还包括激光器，激光器所发射的激光束进入扩束镜组内。
11.进一步，还包括控制器，控制器分别与光栅振镜和激光器电连接。
12.采用上述进一步的有益效果为：可以对整个装置实现智能化控制。
13.进一步，扩束镜组与聚焦镜组之间的间距为103mm。
14.采用上述进一步的有益效果为：可以确保光束聚焦光斑在远距离下直径能达到0.1mm以下。
15.进一步，扩束镜组由凹凸透镜组成。
16.采用上述进一步的有益效果为：可以有效的满足对应的扩束需求。
17.进一步，聚焦镜组由凹凸透镜组成。
18.采用上述进一步的有益效果为：可以有效的满足对应的聚焦需求。
附图说明
19.图1为本实用新型所述小聚焦光斑激光清洗装置的结构图。
20.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
21.1、扩束镜组，2、光栅振镜，3、聚焦镜组，4、激光器，5、控制器。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
23.实施例1
24.如图1所示，一种小聚焦光斑激光清洗装置，包括：
25.扩束镜组1、光栅振镜2和聚焦镜组3；
26.扩束镜组1、光栅振镜2和聚焦镜组3沿激光传播路径依次布置；
27.为了达到清洗效果，能量密度是一个关键，过低则只能清洗表面浮锈或者灰尘，过高则对基材有一定损伤，为了达到实际应用效果，需要对光束进行整形，为此需要让激光束先进入扩束镜组1进行扩束，再进入光栅振镜2，然后从光栅振镜2射向聚焦镜组3，使光束聚焦光斑在远距离下直径能达到0.1mm以下，以实现在清洗中激光单点能量密度达到清洗氧化皮而不损伤基材的目的，最后控制光栅振镜2摆动，实现区域扫描清洗；
28.在远距离的传输中，对于微小间隔的扫描，振镜电机的角度要求过高，而光电振镜则达不到该要求，故而振镜的选择上采用光栅振镜，实现远距离下高精度的扫描。
29.实施例2
30.如图1所示，本实施例为在实施例1的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
31.光栅振镜2作为手持部分，其入瞳直径为14mm，不仅实现产品的便携，又能满足清洗功能。
32.实施例3
33.如图1所示，本实施例为在实施例1或2的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
34.小聚焦光斑激光清洗装置还包括激光器4，激光器4所发射的激光束进入扩束镜组1内。
35.实施例4
36.如图1所示，本实施例为在实施例3的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
37.小聚焦光斑激光清洗装置还包括控制器5，光栅振镜2的信号输入端与控制器5的信号输出端电连接，激光器4的信号输入端与控制器5的信号输出端电连接，控制器5可以为电脑，通过控制器5输入待清洗区域及清洗参数，控制激光器4发射对应能量的激光束，以及控制光栅振镜2摆动，实现区域扫描清洗。
38.实施例5
39.如图1所示，本实施例为在实施例1～4任一实施例的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
40.扩束镜组1与聚焦镜组3之间的间距为103mm，在该间距下，可以确保光束聚焦光斑在远距离下直径能达到0.1mm以下。
41.实施例6
42.如图1所示，本实施例为在实施例1～5任一实施例的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
43.扩束镜组1由凹凸透镜组成，其扩束原理为现有技术，凹透镜作为输入镜，而凸透镜作为输出镜，凹透镜两侧均为凹面，凸透镜一侧为凹面，另一侧为凸面，且凸透镜的凹面朝向凹透镜的凹面，由于该技术较为成熟，故在此不详细赘述。
44.实施例7
45.如图1所示，本实施例为在实施例1～6任一实施例的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
46.聚焦镜组3由凹凸透镜组成，其聚焦原理为现有技术，凹透镜作为输入镜，而凸透镜作为输出镜，凹透镜两侧均为凹面，凸透镜一侧为凹面，另一侧为凸面，且凸透镜的凹面朝向凹透镜的凹面，由于该技术较为成熟，故在此不详细赘述。
47.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。


技术特征：
1.一种小聚焦光斑激光清洗装置，其特征在于，包括：扩束镜组(1)、光栅振镜(2)和聚焦镜组(3)，所述扩束镜组(1)、光栅振镜(2)和聚焦镜组(3)沿激光传播路径依次布置。2.根据权利要求1所述的一种小聚焦光斑激光清洗装置，其特征在于：所述光栅振镜(2)的入瞳直径为14mm。3.根据权利要求1所述的一种小聚焦光斑激光清洗装置，其特征在于：还包括激光器(4)，所述激光器(4)所发射的激光束进入扩束镜组(1)内。4.根据权利要求3所述的一种小聚焦光斑激光清洗装置，其特征在于：还包括控制器(5)，所述控制器(5)分别与所述光栅振镜(2)和激光器(4)电连接。5.根据权利要求1～4任一项所述的一种小聚焦光斑激光清洗装置，其特征在于：所述扩束镜组(1)与所述聚焦镜组(3)之间的间距为103mm。6.根据权利要求1～4任一项所述的一种小聚焦光斑激光清洗装置，其特征在于：所述扩束镜组(1)由凹凸透镜组成。7.根据权利要求1～4任一项所述的一种小聚焦光斑激光清洗装置，其特征在于：所述聚焦镜组(3)由凹凸透镜组成。

技术总结
本实用新型涉及一种小聚焦光斑激光清洗装置，包括：扩束镜组、光栅振镜和聚焦镜组，扩束镜组、光栅振镜和聚焦镜组沿激光传播路径依次布置。有益效果为：让激光束先进入扩束镜组进行扩束，再进入光栅振镜，然后从光栅振镜射向聚焦镜组，使光束聚焦光斑在远距离下直径能达到0.1mm以下，以实现在清洗中激光单点能量密度达到清洗氧化皮而不损伤基材的目的，最后控制光栅振镜摆动，实现区域扫描清洗；由于光束聚焦光斑在远距离下直径能达到0.1mm以下，因此可以解决近距离清洗过程中由于距离太近，挥发物被人体吸收而带来的伤害。挥发物被人体吸收而带来的伤害。挥发物被人体吸收而带来的伤害。


技术研发人员：管迎春 牟令 肖利涛 吴光军 陈平 李震 叶小威 赵成
受保护的技术使用者：湖北能源集团新能源发展有限公司
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/8/16