CN102510006A

CN102510006A - 大功率激光用光闸装置

Info

Publication number: CN102510006A
Application number: CN2011103709976A
Authority: CN
Inventors: 张志研; 王宝华; 侯玮; 林学春; 李晋闽
Original assignee: Institute of Semiconductors of CAS
Current assignee: Institute of Semiconductors of CAS
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-11-21
Also published as: CN102510006B

Abstract

一种大功率激光用光闸装置，包括：一光闸组件，该光闸组件包括：一底座，该底座为一矩形板体；一双向摆角电磁铁，位于底座上，并与底座固定，该双向摆角电磁铁的中心有一转轴；一左限位块和一右限位块，位于双向摆角电磁铁中心的转轴的两侧，并固定于底座上，该左限位块和右限位块的一端为相对的斜面；一摆臂，该摆臂的一端与双向摆角电磁铁中心的转轴固定，该摆臂的另一端固定有45度全反镜和银镜；一光纤耦合头，该光纤耦合头位于光闸组件的输出光路上；一吸收体组件，该吸收体组件位于光闸组件的一侧，接收光闸组件的反射光；一密封防护罩，该密封防护罩罩扣于光闸组件；一半导体激光器，该半导体激光器位于光闸组件的一侧，与吸收体组件的方向相反。

Description

大功率激光用光闸装置

技术领域

本发明属于大功率激光器领域，涉及大功率激光器短时间开关光过程中。

背景技术

激光器在应用过程中，要求可以在不断电的过程中快速停止大功率激光的发出，或使大功率激光分光到另一方向。在大功率激光不发出的时候，能够指示大功率激光的出光位置，为达到这一目的，就需要在激光器光路中安装光闸系统。

激光器光闸系统驱动源有直线电磁铁，继电器，电磁阀，气缸，步进电机方式。直线电磁铁，继电器，电磁阀，气缸实现直线运动，降低了光闸系统反应速度，采用摆动气缸有需要接入驱动气体，不便于集成。现有技术主要采用步进电机驱动方式，需要增加复杂的驱动电路，而且成本高。

双向摆角电磁铁为一种简单短时间接通不同方向电源，即正接和反接电源电极就可实现转轴往复转动的驱动源，转轴转动到一侧的极限位置后靠内部永磁铁定位，不需长时间通电，不需要复杂控制电路，成本低，反应速度快。

现有技术激光器光闸系统指示光的安装方法为固定安装在光路中，与光闸系统没有联系，通过外部控制控制指示光的开关，这样降低了其可靠性。当外部控制出现问题指示光打开，但光闸未处于挡光位置，这样降低了可靠性。

现有技术激光器光闸系统驱动源只安装一种镜片，只能单独控制大功率激光或指示光，不能同时控制大功率激光和指示光，或采取两个光闸同时安装，增加了系统的复杂程度。而且单独控制大功率激光或指示光，降低了安全性。

发明内容

本发明提供的目的在于，提供一种快速、可靠大功率激光用光闸装置，本发明采用双向摆角电磁铁作为光闸驱动源，将45度全反镜与银镜同时安装在摆臂的一端，具有反应速度快，可靠性高，体积小便于集成，无需复杂驱动电路，成本低的优点。

本发明提供一种大功率激光用光闸装置，包括：

一光闸组件；

一光纤耦合头，该光纤耦合头位于光闸组件的输出光路上；

一吸收体组件，该吸收体组件位于光闸组件的一侧，接收光闸组件的反射光；

一密封防护罩，该密封防护罩罩扣于光闸组件；

一半导体激光器，该半导体激光器位于光闸组件的一侧，与吸收体组件的方向相反。

其中该光闸组件包括：

一底座，该底座为一矩形板体；

一双向摆角电磁铁，位于底座上，并与底座固定，该双向摆角电磁铁的中心有一转轴；

一左限位块和一右限位块，位于双向摆角电磁铁中心的转轴的两侧，并固定于底座上，该左限位块和右限位块的一端为相对的斜面；

一摆臂，该摆臂的一端与双向摆角电磁铁中心的转轴固定，该摆臂的另一端固定有45度全反镜和银镜；

一左行程开关和一右行程开关，分别位于左限位块和右限位块的斜面上。

其中45度全反镜和银镜为背面相对。

其中45度全反镜和银镜为同一镜体，在该镜体的正反两面分别镀膜。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合附图和实施例对本发明作详细描述，其中：

图1为激光用光闸系统挡光位置时的俯视图；

图2为激光用光闸系统不挡光位置时的俯视图；

图3为激光用光闸系统中双向摆角电磁铁光闸的立体图；

图4为激光用光闸系统中双向摆角电磁铁光闸另一角度的立体图；

图5为吸收体组件俯视图。

具体实施方式

请参阅图1至图5所示，本发明提供一种大功率激光用光闸装置，包括：

光闸组件10，用于使大功率激光A光路通断，可实现在不关闭电源的情况下，暂时关闭大功率激光A，或起到分光的作用，即将大功率激光A全部或部分能量分配到其它方向，

请参阅图3，光闸组件10包括：底座11，底座11为一矩形板体；双向摆角电磁铁12，此双向摆角电磁铁12用直流电源驱动，只需变换直流电源正负电极，就可实现双向摆角电磁铁12上安装的摆臂16往复摆动，而且不需长时间通电保持定位，靠双向摆角电磁铁12内部永磁铁定位，所以不会因为长时间通电使其发热，可长时间工作。双向摆角电磁铁12位于底座11上，并与底座11固定，该双向摆角电磁铁12的中心有一转轴13，转轴13为双向摆角电磁铁12驱动轴，用于连接其它被驱动件；

左限位块14和右限位块15，位于双向摆角电磁铁12中心的转轴13的两侧，并固定于底座11上，该左限位块14和右限位块15的一端为相对的斜面；限位块用于限定，和调整摆臂16的摆动角度。

摆臂16，该摆臂16的一端与双向摆角电磁铁12中心的转轴13固定，该摆臂16的另一端固定有45度全反镜17和银镜18(参阅图4)，该45度全反镜17和银镜18为背面相对安装，或45度全反镜17和银镜18为同一镜体，在该镜体的正反两面分别镀膜；其中，摆臂16由双向摆角电磁铁12驱动，限定摆臂16两个工作位置的限位块19、限位块19’，用于限定摆臂16的两个工作位置。通过调整限位块19、限位块19’的大小，形状，可以调整摆臂16的位置，当摆臂16处于挡光状态时，进入光闸组件10中的大功率激光A经摆臂16上的45度全反镜17反射，反射至45度全反射镜32，再经吸收体组件30的45度全反射镜32二次反射后进入吸收体31中，此时，半导体激光器50发出有色指示激光B经摆臂16上的银镜18反射进入光纤耦合头20；光纤耦合头20再将有色指示激光B通过光纤输出。当摆臂16处于通光状态时，大功率激光A直接穿过光闸组件10进入光纤耦合头20中，光纤耦合头20再将大功率激光A通过光纤输出。

由于大功率激光功率较高，45度全反射镜17，45度全反射镜32可以通过水进行冷却保护，提高其寿命。吸收体31也可以通过水进行冷却。

安装过程中，银镜18用于反射半导体激光器50发出的有色指示激光B进入光纤耦合头20，需调整导体激光器50的安装角度，使有色指示激光B经银镜18反射后的光路与大功率激光A的光路相同，从而使有色指示激光B用以指示大功率激光A进入光纤耦合20头并经光纤输出时的位置；

左行程开关19和右行程开关19’，分别位于左限位块14和右限位块15的斜面上；其中，左行程开关19安装在远离半导体激光器50一侧的限位块14上，用于控制半导体激光器50的开关；另一个右行程开关19’安装在另一侧的限位块15上，用于指示摆臂16的位置，右行程开关19’连接有指示灯，安装在激光器外部，当指示灯亮时，显示摆臂16处于能够全部反射大功率激光A的正确位置。可以安全操作。

光纤耦合头20，该光纤耦合头20位于光闸组件10的输出光路上；光纤耦合头20用于将大功率激光A或有色指示激光B耦合入光纤输出。

吸收体组件30(参阅图5)，能够吸收大功率激光，吸收体组件30包括另一块45度全反镜32以及用于吸收反射后的大功率激光的吸收体31。45度全反镜32用于将大功率激光A反射到吸收体31中，该吸收体组件30位于光闸组件10的一侧，45度全反镜17将大功率激光A反射光路一侧，接收光闸组件10的反射光；

密封防护罩40，将所述光闸组件密封，该密封防护罩40罩扣于光闸组件10。密封防护罩40可以防止杂散光射出对人产生伤害，而且可以起到防尘的作用。

半导体激光器50，发射有色指示激光B，一般常用为红色或绿色，功率要求对人眼睛没有伤害，半导体激光器50位于光闸组件10的一侧，与吸收体组件30的方向相反。

具体操作过程为，当需要挡光时，接通电源，参照图1，摆臂16带动45度全反镜17和银镜18处于如图1位置，大功率激A光被45度全反镜17反射至45度全反镜32，45度全反镜32再将大功率激光A反射至激光吸收体31，45度全反镜32上可以安装水冷保护，用于带走45度全反镜32上的热量。吸收体31上可以安装水冷保护，激光吸收体31内部设计水冷结构，水冷结构消耗大功率激光A。同时摆臂16，触动限位挡块15上面的行程开关19’，行程开关19’打开半导体激光器50，半导体激光器50发出有色指示激光B，有色指示激光B又被安装在摆臂16上的银镜18反射至光纤耦合头20，光纤耦合头20将有色指示激光B通过光纤1输出。

但不需要挡光时，将电源正负极反向接通，参照图2，摆臂16带动45度全反镜17、银镜18处于如图2位置，摆臂16离开限位挡块15，不再触发行程开关19’，半导体激光器50关闭，摆臂16处于限位挡块14位置，触发行程开关19，程开关19控制外部显示灯，显示灯显示摆臂16已处于限位挡块19位置。大功率激光A直接穿过光闸10，进入光纤耦合头20，光纤耦合头20将大功率激光A通过光纤输出。

以上为本大功率激光用光闸装置的一个工作周期。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的的限制，凡是依据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案范围之内，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims

1.一种大功率激光用光闸装置，包括：

一光闸组件；

一光纤耦合头，该光纤耦合头位于光闸组件的输出光路上；

一密封防护罩，该密封防护罩罩扣于光闸组件；

2.如权利要求1所述的大功率激光用光闸装置，其中该光闸组件包括：

一底座，该底座为一矩形板体；

3.如权利要求2所述的大功率激光用光闸装置，其中45度全反镜和银镜为背面相对。

4.如权利要求2所述的大功率激光用光闸装置，其中45度全反镜和银镜为同一镜体，在该镜体的正反两面分别镀膜。