CN102570248A - 光路调节模块及激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光路调节模块及激光器。该光路调节模块用于激光器的光学功能模块的光路调试。该光学功能模块至少包括一个第一光线导出器件和一个第二光线导出器件。该光路调节模块包括一个第一窗口片、一个第二窗口片、一个第一图像采集器和一个第二图像采集器；自该第一光线导出器件导出的光线透过该第一窗口片射向该第一图像采集器，自该第二导出器件导出的光线透过该第二窗口片射向该第二图像采集器。采用该光路调节模块调节激光器较为简单、方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光设备，特别涉及一种激光器的光路调节模块，以及采用该光路调节模块的激光器。
背景技术
大型激光设备通常包括多个物理上独立的光学模块，该多个光学模块通过光学器件实现光路连接。请参阅图1，是一种现有技术中大型的激光设备的模块示意图。该激光设备1包括多个光学模块11和多个反射镜组12。光束L1进入光学模块11a后，经过该光学模块11a的作用，再从该光学模块11a出射。自该光学模块11a出射的光束L1依次经过反射镜121a和反射镜122a后，射向光学模块11b。之后光束L1在经过光学模块11b的作用后出射，在依次经过反射镜121b和122b后射向下一个光学模块，最终光束L1从光学模块11z出射。
通常，对该激光设备1，为了使得光路调节简化，通常是将每一个光学模块11内部的各个器件调节好并将各个器件位置固定之后，再将整个调节好的光学模块11安装于该激光设备1中，然后再次调试。
然而，对于激光器而言，特别是高增益型激光器，其激光光束的直径一般较小，例如只有1毫米；其增益介质的直径也较小，例如只有2毫米。在这种情况下，离线调试(未将光学模块安装于该激光设备1之前的调试)完毕的光学模块，通常会因为离线调试的光束与该激光设备1中的光束很难保证完全一致，导致该激光设备1中的光束很难通过该光学模块中的增益介质等，使得该激光设备1无法实现预定功能。因此，对现有激光设备1而言，其光路调节难度较大。
发明内容
有鉴于现有技术中激光器调节的难度较大问题，有必要提供能减轻激光器调节难度的光路调节模块。
同时，还有必要提供一种调节难度较低的激光器。
一种用于激光器的光学功能模块的光路调试光路调节模块，该光学功能模块至少包括一个第一光线导出器件和一个第二光线导出器件，该光路调节模块包括一个第一窗口片、一个第二窗口片、一个第一图像采集器和一个第二图像采集器。自该第一光线导出器件导出的光线透过该第一窗口片射向该第一图像采集器。自该第二导出器件导出的光线透过该第二窗口片射向该第二图像采集器。
进一步地，该光路调节模块还包括一个第一棱镜，该棱镜置于该第一光线导出器件和该第一窗口片之间；自该第一光线导出器件导出的光线在经过该第一窗口片之前还经过该棱镜。
进一步地，该光路调节模块还包括一个第二棱镜，该棱镜置于该第二光线导出器件和该第二窗口片之间；自该第二光线导出器件导出的光线在经过该第二窗口片之前还经过该第二棱镜。
进一步地，该光路调节模块还包括一个密封壳体，该第一窗口片和该第二窗口片固定于该密封壳体上。
进一步地，该第一窗口片和该第二窗口片的至少一个上设置有十字交叉线，或者该第一窗口片和该第二窗口片的至少一个上设置有一个用于容置相应图像采集器的通孔。
一种激光器，其包括一个光学功能模块和一个光路调节模块。该光学功能模块至少包括一个第一光线导出器件和一个第二光线导出器件。该光路调节模块包括一个第一窗口片、一个第二窗口片、一个第一图像采集器和一个第二图像采集器。自该第一光线导出器件导出的光线透过该第一窗口片射向该第一图像采集器。自该第二导出器件导出的光线透过该第二窗口片射向该第二图像采集器。
进一步地，该第一光线导出器件和该第二光学导出器件为偏振片、反射镜和分光棱镜中的一个或者多个。
进一步地，该光路调节模块还包括至少一个棱镜，该棱镜置于该第一光线导出器件和该第一窗口片之间，自该第一光线导出器件导出的光线在经过该第一窗口片之前还经过该棱镜；或者该棱镜置于该第二光线导出器件和该第二窗口片之间，自该第二光线导出器件导出的光线在经过该第二窗口片之前还经过该第二棱镜。
进一步地，该激光器还包括一个反射镜组，该反射镜组用于提供光束至该光学功能模块；该光路调节模块还包括一个密封壳体，该密封壳体包括填充有透光介质的入光孔和出光孔；该第一窗口片和该第二窗口片固定于该密封壳体上；该光学功能模块收容于该密封壳体内，该反射镜组位于该密封壳体外；该反射镜组向该光学功能模块提供的光束通过该填充有透光介质的入光孔射向该光学功能模块。
相对于现有技术，由于本发明光学功能模块包括一个第一窗口片、一个第二窗口片、一个第一图像采集器和一个第二图像采集器；自该第一光线导出器件导出的光线透过该第一窗口片射向该第一图像采集器；自该第二导出器件导出的光线透过该第二窗口片射向该第二图像采集器；由于两点可以确定一条直线，可以确定一条光束，因此当该第一图像采集器和该第二图像采集器相应采集的离线调节光束和在线调节光束位置重合时，就实现相应的激光器的光学功能模块有效调节，从而使得激光器的光学功能模块光路调节变得相对简单，操作性强。
相对于现有技术，由于本发明激光器的光学功能模块包括一个第一窗口片、一个第二窗口片、一个第一图像采集器和一个第二图像采集器；自该第一光线导出器件导出的光线透过该第一窗口片射向该第一图像采集器；自该第二导出器件导出的光线透过该第二窗口片射向该第二图像采集器；由于两点可以确定一条直线，可以确定一条光束，因此当该第一图像采集器和该第二图像采集器相应采集的离线调节光束和在线调节光束位置重合时，就实现该激光器的有效调节，从而使得激光器光路调节变得简单，操作性强。
附图说明
图1是是一种现有技术中大型的激光设备的模块示意图。
图2是本发明激光器第一优选实施方式的结构示意图。
图3是图2所示的一个光学功能模块、一个光路调节模块和一个反射镜组的示意图。
图4是第一窗口片的结构示意图。
图5是本发明激光器第二优选实施方式的局部结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，是本发明激光器第一优选实施方式的结构示意图。该激光器2包括多个光学功能模块21、多个光路调节模块22和多个反射镜组23。该激光器2是一种大型的复杂的激光设备，该多个光学功能模块21用于实现该激光器2中的各个功能单元。该多个光路调节模块22用于协助每一个光学功能模块21进行光路调节。该多个反射镜组23用于光学功能模块21光路连接。具体的，每一个光学功能模块21配备一个光路调节模块22，相邻的两个光学功能模块21之间设置一个反射镜组23。
请参阅图3，图3是图2所示的一个光学功能模块21、一个光路调节模块22和一个反射镜组23的示意图。
该光学功能模块21包括一个第一偏振片211、一个激光晶体棒212、一个泵浦源213、一个隔离器214、一个第一反射镜215、一个第二反射镜216、一个光处理模块217和一个第二偏振片218。
该光路调节模块22包括一个棱镜221、一个第一窗口片222、一个第一图像采集器223、一个第二窗口片224和一个第二图像采集器225。
该反射镜组23包括一个第一反射镜231和一个第二反射镜232。
该第一反射镜231和该第二反射镜232为45度反射镜。光束L21从该第一反射镜231处入射，经过该第一反射镜231反射后，射向该第二反射镜232。之后，光束L21被该第二反射镜232反射至该第一偏振片211。光束L21经过该第一偏振片211透射形成光束L22，经过该第一偏振片211反射形成光束L23。光束L22的强度远大于光束L23的强度。
该光束L22依次经过该激光晶体棒212和该隔离器214后射向该第一反射镜215。该第一反射镜215和该第二反射镜216针对特定波长的光可以基本实现全反射，例如对该激光器2工作时的光可以实现全反射，对其他波长的光同时具有透射和反射。光束L22被该第一反射镜215反射后形成光束L24，被该第一反射镜215透射形成光束L25。
该光束L24依次经过该隔离器214和该激光晶体棒212后射向该第一偏振片211，被该第一偏振片211反射至该第二反射镜216，再被该第二反射镜216反射，同时经过该光处理模块217和被该第二偏振片218透射后从该光学功能模块处射。
该光束L22首先经过该棱镜221，然后通过该第一窗口片222后射向该第一图像采集器223。该棱镜221用于引导光束L22射向该第一窗口片222。该光束L25经过该第二窗口片224后射向该第二图像采集器225。该第一图像采集器223和该第二图像采集器225为一种CCD摄像机，用于观测不可见光的位置情况。
请一并参阅图4，图4是该第一窗口片222的结构示意图。该第一窗口片222呈圆形，具有两条十字交叉，并通过该圆形的第一窗口片222中心的准直线(未标示)。该第二窗口片224与该第一窗口片222的结构相同。
在离线调试阶段，即在该光学功能模块21、该光路调节模块22中各个器件之间的位置和角度设置阶段，通过调节各个元器件之间的位置、角度关系，使得离线调试光束能够严格的从该第一窗口片222和该第二窗口片224的十字交叉点通过。之后严格固定该光学功能模块21和该光路调节模块22中各器件的位置。
在植入激光器中调试阶段，即将该设置好的光学功能模块21和该光路调节模块22进行植入大型激光设备中，开启在线调试光束，通过调节位于该光学功能模块21之前的反射镜组23中的第一反射镜231和该第二反射镜232的位置和角度等，使得在线调试光束能够严格的从该第一窗口片222和该第二窗口片224的十字交叉点通过。
依据两点确定一条光束的基本原理，当两个阶段均能使得离线调试光束和在线调试光束均能严格的从该第一窗口片222和该第二窗口片224的十字交叉点通过时，既可以认为该离线调试光束和该在线调节光束相对于该光学功能模块21和该光路调节模块22是具有相同的光学轨迹，是同一个方向和位置上的光束。
相对于现有技术，由于本发明激光器2具有该光路调节模块，该光路调节模块具有一个棱镜221、一个第一窗口片222、一个第一图像采集器223、一个第二窗口片224和一个第二图像采集器224，该第一窗口片222和该第二窗口片224上设置有用于定位的十字交叉点，该第一图像采集器223和该第二图像采集器225用于观测光束是否通过该十字交叉点，使得该激光器2的光学功能模块21能够有效确定离线调试光束和激光器2中的在线调试光束是否处于同一位置和角度方向，从而使得该激光器2的各个光学功能模块21能够快速有效的进行调节，使得该激光器2的调节难度较低。
请参与图5，为本发明激光器第二优选实施方式的局部结构示意图。该本发明激光器第二优选实施方式与本发明激光器第一优选实施方式大体相同，其主要区别在于：
该光路调节模块32还包括一个密封壳体320。该密封壳体320包括一个入光通孔326、一个第一测试光出光通孔327、一个第二测试光出光通孔328和一个出光通孔329。该入光通孔326和该出光通孔329内设置有透明光学器件(图未示)，以填充该入光通孔326和该出光通孔329。该透明光学器件可以为窗口片、棱镜等。该第一测试光出光通孔327内安置有第一窗口片(图未示)和第一图像采集器(图未示)，该第二测试光出光通孔328内安置有第二窗口片(图未示)和第二图像采集器(图未示)。该密封壳体320与该第一窗口片、该第二窗口片、该透明光学器件配合形成一个密闭的收容空间。该收容空间能够防水防尘。
棱镜321和光学功能模块31密闭于该收容空间内部，反射镜组33位于该收容空间外部。
使用时，离线调试光束和在线调试光束自该入光通孔326处入射进入该光学功能模块31，自该出光通孔329处出射。该第一测试光出光通孔32和该第二测试光出光通孔328处用于观测调试光束。
相对于本发明激光器第一优选实施方式，本发明激光器第二优选实施方式的光路调节模块32由于具有密封壳体320，该密封壳体320与该第一窗口片、该第二窗口片、该透明光学器件配合形成一个密闭的收容空间，将该光学功能模块31密闭于该收容空间内部，从而使得该光学功能模块31防水防尘。
同时，由于该密封壳体320将该第一窗口片、该第二窗口片、该第一图像采集器和该第二图像采集器固定于该密封壳体320之上，使得该光路调节模块32结构简单化，从而使得光路调节系统简单化，使得光路调节相对简单。
本发明激光器还具有其他变更实施方式，例如在本发明激光器第一优选实施方式中：
a、该第一窗口片222的中心处具有一个校准小孔，该第一图像采集器223置于该校准小孔内；使得该第一窗口片222和该第一图像采集器223相互固定，简化整个系统的复杂性，同时可不在该第一窗口片222上设置十字交叉线。
b、该第一反射镜215和该第二窗口片224之间设置有一个棱镜，用于引导自该第一反射镜215处透射出来的光束，从而使得该二窗口片224的位置可以在更大范围内被调节。
c、该光路调节模块21不包括该棱镜222，使得该激光器的系统复杂性降低。
d、离线调试光束采用激光器2的非工作光束，例如激光器2的工作光束波长为1053纳米，离线调试光束为650纳米，从而使得该第一反射镜215上的增透膜或者增反膜能够使得该650纳米的光束实现有效透射。
e、该第二窗口片224和该第二图像采集器225位于该第二反射镜216处，射向该第二反射镜216的光束透射后传输至该第二窗口片224，再射入该第二图像采集器225。
f、该第二窗口片224和该第二图像采集器225位于该第二偏振片218处，射向该第二偏振片218的光束反射后传输至该第二窗口片224，再射入该第二图像采集器225。
g、该第一窗口片222和该第一图像采集器223位于该第二反射镜216处，射向该第二反射镜216的光束透射后传输至该第一窗口片222，再射入该第一图像采集器223。
h、该第一窗口片222和该第一图像采集器223位于该第二偏振片218处，射向该第二偏振片218的光束反射后传输至该第一窗口片222，再射入该第一图像采集器223。
i、该光路调节模块22还包括一个第三窗口片和一个第三图像采集器，第三窗口片和该第三图像采集器位于该第二反射镜216处，射向该第二反射镜216的光束透射后传输至该第三窗口片，再射入该第三图像采集器；或者，该第三窗口片和该第三图像采集器位于该第二偏振片218处，射向该第二偏振片218的光束反射后传输至该第三窗口片，再射入该第三图像采集器。三点更加能确定一条直线。
上述变更也可以应用于本发明激光器第二优选实施方式中。
以上对本发明所提供的激光器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种光路调节模块，用于激光器的光学功能模块的光路调试，该光学功能模块至少包括一个第一光线导出器件和一个第二光线导出器件，其特征在于：该光路调节模块包括一个第一窗口片、一个第二窗口片、一个第一图像采集器和一个第二图像采集器；自该第一光线导出器件导出的光线透过该第一窗口片射向该第一图像采集器，自该第二导出器件导出的光线透过该第二窗口片射向该第二图像采集器。
2.如权利要求1所述的光路调节模块，其特征在于，该光路调节模块还包括一个第一棱镜，该棱镜置于该第一光线导出器件和该第一窗口片之间；自该第一光线导出器件导出的光线在经过该第一窗口片之前还经过该棱镜。
3.如权利要求2所述的光路调节模块，其特征在于，该光路调节模块还包括一个第二棱镜，该棱镜置于该第二光线导出器件和该第二窗口片之间；自该第二光线导出器件导出的光线在经过该第二窗口片之前还经过该第二棱镜。
4.如权利要求1所述的光路调节模块，其特征在于，该光路调节模块还包括一个密封壳体，该第一窗口片和该第二窗口片固定于该密封壳体上。
5.如权利要求1所述的光路调节模块，其特征在于，该第一窗口片和该第二窗口片的至少一个上设置有十字交叉线，或者该第一窗口片和该第二窗口片的至少一个上设置有一个用于容置相应图像采集器的通孔。
6.一种激光器，其特征在于，包括一个光学功能模块和一个光路调节模块；该光学功能模块至少包括一个第一光线导出器件和一个第二光线导出器件；该光路调节模块包括一个第一窗口片、一个第二窗口片、一个第一图像采集器和一个第二图像采集器；自该第一光线导出器件导出的光线透过该第一窗口片射向该第一图像采集器，自该第二导出器件导出的光线透过该第二窗口片射向该第二图像采集器。
7.如权利要求6所述的激光器，其特征在于，该第一光线导出器件和该第二光学导出器件为偏振片、反射镜和分光棱镜中的一个或者多个。
8.如权利要求6所述的激光器，其特征在于，该光路调节模块还包括至少一个棱镜，该棱镜置于该第一光线导出器件和该第一窗口片之间，自该第一光线导出器件导出的光线在经过该第一窗口片之前还经过该棱镜；或者该棱镜置于该第二光线导出器件和该第二窗口片之间，自该第二光线导出器件导出的光线在经过该第二窗口片之前还经过该第二棱镜。
9.如权利要求7所述的激光器，其特征在于，该激光器还包括一个反射镜组，该反射镜组用于提供光束至该光学功能模块；该光路调节模块还包括一个密封壳体，该密封壳体包括填充有透光介质的入光孔和出光孔；该第一窗口片和该第二窗口片固定于该密封壳体上；该光学功能模块收容于该密封壳体内，该反射镜组位于该密封壳体外；该反射镜组向该光学功能模块提供的光束通过该填充有透光介质的入光孔射向该光学功能模块。
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