光束整形在激光塑料焊接中的應(yīng)用分析光塑料焊接中的應(yīng)用分析

　　光束整形在激光塑料焊接中的應(yīng)用分析光塑料焊接中的應(yīng)用分析

　　均勻的激光線

　　通過(guò)微透鏡陣列元件可以將任何準(zhǔn)直激光束分成多個(gè)小射束，生成均勻的激光線。在陣列后的每個(gè)束波被聚焦形成激光線。所有這些聚焦的束波疊加形成了均勻的激光線。在掩膜焊接中，均勻激光線用于焊接在一個(gè)平面內(nèi)的任何形狀。

　　高度定制的光束形狀

　　如果要求加工時(shí)間短和/或不能移動(dòng)部件，那么應(yīng)該優(yōu)先選擇使用同步焊接。根據(jù)焊接形狀的復(fù)雜性，可以使用折射或衍射光學(xué)元件。簡(jiǎn)單的形狀例如環(huán)形，可以通過(guò)特殊的透鏡來(lái)形成，而更復(fù)雜的形狀，例如橢圓形、正方形， 原則上可以通過(guò)使用衍射光學(xué)元件生成2D形狀。每個(gè)焊接形狀通常都是根據(jù)客戶的需求定制的，同步焊接的衍射光學(xué)元件也是如此。由于要在玻璃基板的表面蝕刻特定的衍射結(jié)構(gòu)，衍射光學(xué)元件的價(jià)格不菲，但是可以承受。此外，衍射光學(xué)元件衍射產(chǎn)生的光束形狀是固定的。這一限制可以通過(guò)使用類似程控衍射光學(xué)元件——硅基液晶（LCoS）基板來(lái)克服。

衍射光學(xué)元件

　　高反射LCoS基板已成功應(yīng)用在激光聚合物焊接中（圖4）。該基板可以承受激光功率高達(dá)100瓦以上的輻照。此外，線性偏振激光束的形狀和強(qiáng)度分布可以在幾秒鐘內(nèi)得到修改，無(wú)需更改任何設(shè)置。修改后相當(dāng)于快速調(diào)整了焊縫寬度和焊接過(guò)程中的溫度分布優(yōu)化。

　　小結(jié)

　　折射和衍射光束整形技術(shù)已經(jīng)在塑料激光焊接中找到用武之地。在輪廓焊接和準(zhǔn)同步焊接中，M形強(qiáng)度分布的圓形平頂光束可以確保在焊接過(guò)程中沿著焊縫的溫度分布保持均勻。同步焊接中，可以通過(guò)衍射光學(xué)元件生成任何2D 形狀。未來(lái)，LCoS基板將賦予激光光束整形技術(shù)更大的靈活性，從而促進(jìn)激光聚合物焊接的發(fā)展。(作者：Daniel Vogler)