CN102773606B - 一种半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体激光器。该半导体激光器包括激光器主体、激光头以及位于激光头上的用于保护激光头的防护装置，所述防护装置具有与激光头相连接的连接罩、第一腔体，二级防护镜片，在二级防护镜片的下方具有第二腔体，在所述第一腔体上具有第一气体入口和第一气体出口，在所述第二腔体上具有第二气体入口和第二气体出口，所述第一气体出口与第二气体入口连通。根据本发明的半导体激光器，保护装置内设有二级防护镜片，同时在二级防护镜片的上下均设置有一个腔体，所以在向腔体中通入气体的情况下，可以使得飞尘以及合金飞溅物等物质远离二级保护镜片，这样首先对二级防护镜片起到了保护作用，从而确保了激光头的正常使用。

Description

一种半导体激光器

技术领域

    本发明涉及一种半导体激光器，属于激光设备领域。

背景技术

激光器是一种能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把激光微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍尔等人创制了砷化镓半导体激光器。

目前激光器的种类很多。根据工作物质物态的不同可以把所有的激光器分为以下几类：第一类，固态激光器（晶体和玻璃）激光器；第二类，气体激光器，气体激光器进一步可以分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等；第三类，液体激光器，这类激光器所采用的工作物质主要包括两大类，一类是有机荧光染料溶液，另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液；第四类，半导体激光器；第五类，自由电子激光器。

其中第四类的半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的一类激光器，由于物质结构上的差异，产生激光的具体过程比较特殊。常用材料有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。

然而无论对于何种半导体激光器而言，在激光熔覆加工过程中，半导体激光器都需要利用激光头将激光输出，然后激光作用于工件。通常在半导体激光器的激光头的防护装置中设置有二级防护镜片，该二级防护镜片用于透过来自于激光器主体的激光，透过二级防护镜片的激光就可以直接作用于工件表面。

现有技术中存在的问题是，由于半导体激光器工作距离较短，一方面，二级防护镜片容易被灰尘等污染，另一方面，在激光熔覆加工过程中，还可能会被熔融的合金飞溅物所烧损。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够防止防护镜片被污染的半导体激光器。

具体地，本发明所提供的技术方案如下：

技术方案1.

一种半导体激光器，包括激光器主体、激光头以及位于激光头上的用于保护激光头的防护装置；

所述防护装置具有与激光头相连接的连接罩、第一腔体，二级防护镜片，在二级防护镜片的下方具有第二腔体，在所述第一腔体上具有第一气体入口和第一气体出口，在所述第二腔体上具有第二气体入口和第二气体出口，所述第一气体出口与第二气体入口连通。

技术方案2.

根据技术方案1所述的半导体激光器，其改进之处在于，所述第二腔体为锥形腔体。

技术方案3.

根据技术方案1所述的半导体激光器，其改进之处在于，所述第一气体入口与气体发生装置连通。

技术方案4. 

根据技术方案3所述的半导体激光器，其改进之处在于，所述气体发生装置为氮气发生装置。

技术方案5. 

根据技术方案1所述的半导体激光器，其改进之处在于，所述第一气体入口的气流朝向为水平方向。

技术方案6.

根据技术方案1所述的半导体激光器，其改进之处在于，所述第二气体入口的朝向为斜上方。

技术方案7.

根据技术方案1所述的半导体激光器，其改进之处在于，所述第二气体出口的方向为竖直向下。

根据本发明的技术方案1的半导体激光器，由于在激光头的下方设有了用于保护激光头的防护装置，防护装置内设有二级防护镜片，同时在二级防护镜片的上下均设置有一个腔体，所以在向腔体中通入气体的情况下，可以使得飞尘以及合金飞溅物等物质远离二级保护镜片，这样首先对二级防护镜片起到了保护作用，从而确保了激光头的正常使用。

根据本发明的技术方案7的半导体激光器，由于所述第二气体出口的方向为竖直向下，所以来自于第二腔体的气流可以直接先下吹动，使得激光熔覆加工过程中的合金飞溅物更加难以靠近二级保护镜片，从而提高对保护镜片的保护效果。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式的半导体激光器的组成结构示意图。

附图中的各标号分别表示：

1——激光器主体，2——激光头，3——连接罩， 4——第一腔体，

401——第一气体入口，402——第一气体出口，5——二级防护镜片，6——连通管路,7——第二腔体，701——第二气体入口，702——第二气体出口，8——一级防护镜片。

具体实施方式

为了使得本领域的技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式进行详细说明。

请参见图1，图1是本发明的具体实施方式的半导体激光器的保护装置组成结构示意图。从图1可以看出，该半导体激光器，包括激光器主体1、与激光器主体1光路连接的激光头2以及位于激光头2上的用于保护激光头的防护装置。该防护装置具有与激光头相连接的连接罩3以及二级防护镜片5。在所述二级防护镜片5与所述激光头2之间具有第一腔体4，在所述二级防护镜片5的下方具有第二腔体7，在所述第一腔体4上具有第一气体入口401和第一气体出口402，在所述第二腔体7上具有第二气体入口701和第二气体出口702，所述第一气体出口402与第二气体入口701通过连通管路6连通。所述连通管路可以为多种形式，比如橡皮管、塑料管等均可以使用。

本发明的工作原理是，所述第一腔体4的第一气体入口401与气体发生装置连通（气体发生装置图中未示出，采用现有技术中的气体发生装置即可），来自于气体发生装置的气体从第一腔体4的第一气体入口401进入到第一腔体4之内并充满第一腔体4，气体从第一腔体4的第一气体出口402出来，通过连通管路6经过第二腔体7的第二气体入口701进入到第二腔体7的内部，并从第二腔体7的第二气体出口702竖直向下吹出。在此过程中，第一腔体4中的气体和第二腔体7中的气体包围着二级防护镜片5，从而可以起到保护防护镜5的作用。并且，从第二腔体7的第二气体出口702出来的气流是向下吹动，可以防止粉尘以及熔融的合金飞溅物靠近二级防护镜片5，从而起到保护二级防护镜片的作用。

在图1中还可以看出，第二腔体7为包围着二级防护镜片5的锥形腔体，锥形腔体的下部的内径小于锥形腔体的上部的内径。也就是从上至下逐渐缩小的结构，这样的结构不仅可以提高从第二气体出口702出来的气流的吹动力。而且也减少了激光反射进入腔体烧损防护镜片的几率。对于本发明的技术方案2，换一种表述方式则为，根据技术方案1所述的半导体激光器，其改进之处在于，所述第二腔体为锥形腔体，锥形腔体的下部的内径小于锥形腔体的上部的内径。

在本发明的上述实施方式中，所述气体发生装置为氮气发生装置。氮气较为清洁，相对于空气来说，能够为二级防护镜片5提供更为有效的保护，延长二级防护镜片5的使用寿命。

从图1中可以看出，在该实施方式中，所述第一腔体4的第一气体入口401的气流朝向为水平方向，这样的设置可以提供一个平行于二级防护镜片5的气流，并且该气流靠近二级防护镜片5的上表面，能够直接地保护二级防护镜片5。

在本实施方式中，如图1所示，所述第二气体入口701的朝向为斜着向上，这样的设置可以使得来来自于第一气体出口402的气流能够吹向二级防护镜片5的下表面，气流的直接吹扫可以在二级防护镜片5的下表面附近形成强烈的紊流，可以起到对二级防护镜片5最佳的保护。

虽然对上述的具体实施方式进行了具体描述，但是上述描述并不能够作为限制本发明的保护范围之用，应该强调的是，本发明的技术思想是，在二级防护镜片5的上方和下方均设置有腔体，所以在向腔体中通入气体的情况下，可以使得飞尘以及合金粉末等物质远离保护镜片，从而起到对防护镜片的保护作用。

Claims (5)

1.一种半导体激光器，其特征在于，包括激光器主体、激光头以及位于激光头上的用于保护激光头的防护装置；

其特征在于，所述防护装置具有与激光头相连接的连接罩、第一腔体，二级防护镜片，在二级防护镜片的下方具有第二腔体，在所述第一腔体上具有第一气体入口和第一气体出口，在所述第二腔体上具有第二气体入口和第二气体出口，所述第一气体出口与第二气体入口连通，所述第一腔体位于所述二级防护镜片的上方，所述第二气体出口的方向为竖直向下；所述第二腔体为锥形腔体。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一气体入口与气体发生装置连通。

3.根据权利要求2所述的半导体激光器，其特征在于，所述气体发生装置为氮气发生装置。

4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一气体入口的气流朝向为水平方向。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第二气体入口的朝向为斜上方。