CN103219643A - 激光器准直镜的固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器准直镜的固定装置。本发明中的激光器准直镜的固定装置包括：激光器底座、多个激光器、激光器压板、多个转接支架、多个准直镜座和多个准直镜。通过使用本发明中的激光器准直镜的固定装置，可以在可调节范围内方便地实现准直镜与半导体激光器发射面之间相对位置的调节以及准直镜在角度上的调节，从而可以有效地避免准直镜本身的误差以及准直镜与准直镜载体之间的装配误差等因素对光学系统性能的不利影响。

Description

激光器准直镜的固定装置

技术领域

本发明涉及激光器技术，特别涉及一种激光器准直镜的固定装置。

背景技术

半导体激光器由于体积小、功率大、电光转换效率高而得到越来越广泛的应用。而且，为达到高亮度，现有的激光光源一般都是将数十颗激光器阵列排布以形成阵列激光器，从而达到所需的亮度要求。

图1和图2为现有技术中的激光器的结构示意图。如图1和2所示，激光器10包括：激光器帽11、激光器基板12和引脚13。其中，激光器10的激光器基板12的上表面即为该激光器的光学基准面14，而激光器10的激光器帽11还设置有可以输出激光的激光器发射面15。激光器10的激光器基板12上还设置有激光器定位槽16，在装配激光器10的过程中起到定位的作用。

半导体激光器虽然具备上述的优点，但是其发散角大、像散大（平行和垂直于结平面两方向的发散角很大）等因素，也限制了它的更进一步的应用。因此在现有技术中，一般都会为激光器配置相应的准直镜，以克服上述的缺点。准直镜在调光系统中能够改变激光光束的直径和发散角，使激光光束变为准直平行光束，从而获得细小的高功率密度光斑，以便用于不同的光学仪器设备。

不过，在实际应用过程中，受准直镜载体的加工存在误差，准直镜本身的误差以及准直镜与准直镜载体之间的装配误差等因素的影响，使得准直镜不能完全发挥其功能，无法获得理想的光斑，从而不能满足光学系统的要求。尤其是在阵列激光器的应用中，受准直镜载体加工的一致性和准直镜加工的一致性的影响，激光器的利用效率很低。因此，在激光器的实际应用过程中一般都需要对准直镜进行相应的调节。然而，激光器准直镜的固定方式常常会影响准直镜的调节范围。

例如，在一篇授权公告号为CN201725077的中国专利中，提出了一种准直镜调光系统。该调光系统中准直镜的固定装置为：将准直镜固定于细牙螺纹套远离光纤头的一端。采用上述的准直镜固定装置虽然便于调节准直镜与激光器之间的相对距离，但是在细牙螺纹套的加工过程中，细牙螺纹套中的准直镜的承靠面受机械加工误差的影响，难以保证平面度，使得准直镜需要进行一定角度的调整。而该专利中提出的准直镜的固定装置并不利于准直镜在角度上进行调整，因此存在一定的缺陷。

再例如，在一篇授权公告号为CN2906663的中国专利中，提出了一种激光器光束准直装置。该激光器光束准直装置中准直镜的固定装置如下：将准直透镜镜片安装在该镜座内，再将镜座与准直管空腔的腔壁螺纹配合，通过旋转准直管的尾端即可使准直透镜在准直管的空腔内前后运动。采用上述的准直镜固定方式虽然便于实现准直透镜镜片与半导体激光器发射面之间相对位置的调节，但由于镜座中准直镜的承靠面受机械加工误差的影响和准直管的空腔空间的限制，准直镜也难以在角度上进行调整。另外，对于阵列排布的激光器的准直镜的固定受空间的影响，因此采用该固定装置较复杂，很难实现准直镜与半导体激光器发射面之间相对位置的调节。

由上可知，现有技术中的激光器准直镜的固定装置还存在上述的一些问题，因此，有必要提供一种更好的激光器准直镜的固定装置，从而既便于实现准直透镜与半导体激光器发射面之间相对位置的调节，又便于准直镜在角度上的调节，从而避免准直镜本身的误差以及准直镜与准直镜载体之间的装配误差等因素的影响。

发明内容

根据本发明，提供了一种激光器准直镜的固定装置，从而能够方便地实现准直镜与半导体激光器发射面之间相对位置的调节以及准直镜在角度上的调节。

根据本发明实施例的一种激光器准直镜的固定装置，其包括：激光器底座、多个激光器、激光器压板、多个转接支架、多个准直镜座和多个准直镜；

所述激光器底座上设置有多个可供激光器的引脚穿过的第一通孔，还设置有环绕所述第一通孔且可容置所述激光器的激光器基板的激光器槽；

所述激光器压板上设置有多个可供激光器的激光器帽穿过的通槽；

所述转接支架的中轴处设置有定位通孔，所述转接支架的底部设置有环绕所述定位通孔且可容置所述激光器帽的阶状结构；所述阶状结构的相对两侧还开设有点胶槽；

所述激光器的引脚穿过所述激光器底座上的第一通孔，所述激光器的激光器基板的底面与所述激光器槽的激光器承靠面抵接；所述激光器基板的光学基准面与所述激光器压板的底部抵接；所述激光器的激光器帽穿过所述激光器压板上的通槽并伸入所述转接支架的底部的阶状结构中且与所述阶状结构的侧壁粘接；

所述准直镜座的中轴处设置有镜座通孔；所述准直镜座的正面设置有环绕所述镜座通孔且可容置准直镜的底部的准直镜粘接槽；所述准直镜座的底部与所述转接支架的顶部粘接；

所述准直镜的底部伸入所述准直镜座的准直镜粘接槽中并与所述准直镜粘接槽的侧壁粘接。

其中，所述准直镜座和转接支架之间还设置有第一预留间隙。

其中，所述第一预留间隙的值为0.4mm。

其中，所述激光器压板和转接支架之间还设置有第二预留间隙。

其中，所述第二预留间隙的值为0.5mm。

其中，所述激光器帽和转接支架之间还设置有第三预留间隙。

其中，所述第三预留间隙的值为0.2mm。

其中，所述准直镜的底部和准直镜座的准直镜粘接槽之间还设置有第四预留间隙。

其中，所述第四预留间隙的值为0.3mm。

其中，所述激光器底座的激光器槽的深度小于所述激光器的激光器基板的厚度。

其中，所述激光器底座的激光器槽的深度与所述激光器的激光器基板的厚度之差为0.1mm。

其中，所述激光器的激光器基板上还设置有激光器定位槽；

所述激光器底座的激光器槽上还设置有与所述激光器的激光器定位槽相对应的激光器定位筋。

其中，所述激光器底座的上表面上还设置有多个第一螺钉孔；

所述激光器压板上设置有与所述第一螺钉孔相对应的多个第二螺钉孔。

其中，所述第一螺钉孔均匀分布在所述激光器底座的中心线的两侧。

其中，所述激光器压板的厚度为0.8mm。

其中，所述转接支架的点胶槽的形状为圆形、椭圆形或方形。

其中，所述准直镜座的准直镜粘接槽的外侧还设置有两个相对设置的凸出部。

由上述技术方案可见，本发明中的激光器准直镜的固定装置中主要包括激光器底座、多个激光器、激光器压板、多个转接支架、多个准直镜座和多个准直镜。由于在上述的激光器准直镜的固定装置中，每个激光器的上方都将放置一个转接支架，所述激光器的激光器帽与所述转接支架的阶状结构的侧壁粘接；转接支架的顶部与准直镜座的底部粘接，准直镜的底部伸入准直镜座的准直镜粘接槽中并与准直镜粘接槽的侧壁粘接，因此在激光器的准直镜的安装固定过程中，即可在可调节范围内方便地实现准直镜与半导体激光器发射面之间相对位置的调节以及准直镜在角度上的调节，从而可以有效地避免准直镜本身的误差以及准直镜与准直镜载体之间的装配误差等因素对光学系统性能的不利影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为现有技术中的激光器的结构示意图一；

图2为现有技术中的激光器的结构示意图二；

图3为本发明实施例中的激光器准直镜的固定装置的立体结构示意图；

图4为本发明实施例中的激光器准直镜的固定装置的剖面示意图；

图5为本发明实施例中的激光器准直镜的固定装置的固定原理示意图；

图6为本发明实施例中的激光器底座的结构示意图；

图7为本发明实施例中的激光器底座的剖面示意图；

图8为本发明实施例中的激光器压板的结构示意图；

图9为本发明实施例中的转接支架的结构示意图；

图10为本发明实施例中的准直镜座的结构示意图；

图11为本发明实施例中组装前的激光器准直镜的固定装置的示意图；

图12为本发明实施例中的组件1的组装示意图；

图13为本发明实施例中的组装后的组件1的剖面示意图；

图14为本发明实施例中的组件2的组装示意图；

图15为本发明实施例中的组件3的组装示意图；

图16为本发明实施例中的组件4的组装示意图；

图17为本发明实施例中的激光器准直镜的固定装置的调整装配示意图一；

图18为本发明实施例中的激光器准直镜的固定装置的调整装配示意图二；

图19为本发明实施例中的激光器与转接支架的装配示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

参见图3至图19，本实施例中的激光器准直镜的固定装置包括：激光器底座21、多个激光器10、激光器压板22、多个转接支架23、多个准直镜座24和多个准直镜25。

激光器底座21上设置有多个可供激光器10的引脚13穿过的第一通孔210，还设置有环绕第一通孔210且可容置激光器10的激光器基板12的激光器槽211。激光器压板22上设置有多个可供激光器10的激光器帽11穿过的通槽220。转接支架23的中轴处设置有定位通孔230，转接支架23的底部设置有环绕定位通孔230且可容置激光器帽11的阶状结构231。所述阶状结构的相对两侧还开设有点胶槽232。激光器10的引脚13穿过激光器底座21上的第一通孔210，激光器10的激光器基板12的底面与激光器槽211的激光器承靠面212抵接；激光器基板12的光学基准面14与激光器压板22的底部抵接；激光器10的激光器帽11穿过激光器压板22上的通槽220并伸入转接支架23的底部的阶状结构231中且与阶状结构231的侧壁粘接。

准直镜座24的中轴处设置有镜座通孔240；准直镜座24的正面设置有环绕镜座通孔240且可容置准直镜25的底部的准直镜粘接槽241；准直镜座24的底部与所述转接支架23的顶部粘接。准直镜25的底部伸入准直镜座24的准直镜粘接槽241中并与准直镜粘接槽241的侧壁粘接。

较佳的，如图5所示，在本发明的具体实施例中，准直镜座24和转接支架23之间还设置有第一预留间隙d1，以便于准直镜座24在准直调整的过程中可通过相应的调整工具（例如，夹持工具和三维调节仪）在垂直方向（例如，如图5中所示的方向A、方向B）和/或水平方向（例如，如图5中所示的方向C、方向D）进行位置和/或角度的调整。同时，也便于转接支架23在准直调整的过程中通过相应的调整工具（例如，夹持工具和三维调节仪）在垂直方向（例如，如图5中所示的方向A、方向B）进行位置的调整。较佳的，在本发明的具体实施例中，所述d1的值可以预先设定，例如，所述d1的值可以预设为：0.4mm。

较佳的，如图5所示，在本发明的具体实施例中，激光器压板22和转接支架23之间还设置有第二预留间隙d2，以便于转接支架23在准直调整的过程中通过相应的调整工具（例如，夹持工具和三维调节仪）在垂直方向（例如，如图5中所示的方向A、方向B）进行位置的调整。较佳的，在本发明的具体实施例中，所述d2的值可以预先设定，例如，所述d2的值可以预设为：0.5mm。

较佳的，如图5所示，在本发明的具体实施例中，激光器帽11和转接支架23之间还设置有第三预留间隙d3，以便于粘接材料（例如，紫外胶或光学胶水）的渗入，以完成激光器帽11与转接支架23的阶状结构231的侧壁之间的粘接。

其中，所述紫外胶又称无影胶或光敏胶，它是指必须通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂。该紫外胶在不被紫外线光照射的普通环境中下几乎永远都不会固化。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述d3的值可以预先设定，例如，所述d3的值可以预设为：0.2mm。

较佳的，如图5所示，在本发明的具体实施例中，准直镜25的底部和准直镜座24的准直镜粘接槽241之间还设置有第四预留间隙d4，以便于粘接材料（例如，紫外胶或光学胶水）的渗入，以完成准直镜25的底部和准直镜座24的准直镜粘接槽241之间的粘接。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述d4的值可以预先设定，例如，所述d4的值可以预设为：0.3mm。

根据上述激光器准直镜的固定装置的结构可知，阵列激光器中的每个激光器在插入激光器底座21上之后，将被激光器压板22压在激光器底座21上；而每个激光器的上方都将放置一个转接支架23，激光器的激光器帽11与转接支架23的阶状结构231的侧壁粘接；转接支架23的顶部与准直镜座24的底部粘接，准直镜25的底部伸入准直镜座24的准直镜粘接槽241中并与准直镜粘接槽241的侧壁粘接。因此，在所述激光器的准直镜的安装固定过程中，即可在可调节范围内方便地实现准直镜与半导体激光器发射面之间相对位置的调节以及准直镜在角度上的调节，从而可以有效地避免准直镜本身的误差以及准直镜与准直镜载体之间的装配误差等因素对光学系统性能的不利影响，提高准直效果。

参见图6至图8，并结合图3至图5、图11至图19，在本发明的较佳实施例中，激光器底座21的激光器槽211的深度小于所述激光器10的激光器基板12的厚度，从而使得将激光器10放置在激光器底座21上时，激光器10的光学基准面14可高出激光器底座21，以便于激光器压板22的底部直接与激光器10的光学基准面14抵接，从而可以通过激光器压板22将各个激光器固定在激光器底座21上。例如，如图7所示，激光器底座21的激光器槽211的深度与激光器10的激光器基板12的厚度之差为d5。较佳的，在本发明的具体实施例中，所述d5的值可以预先设定，例如，所述d5的值可以预设为：0.1mm。

较佳的，在本发明的具体实施例中，激光器10的激光器基板12上还设置有激光器定位槽16，而激光器底座21的激光器槽211上则还设置有与激光器10的激光器定位槽16相对应的激光器定位筋213。当将激光器10插入激光器底座21的第一通孔210中时，可将激光器10的激光器定位槽16对准激光器底座21上的激光器定位筋213插入，从而可以在装配激光器10的过程中起到相互定位的作用，还可以更好地将激光器10固定在激光器底座21的第一通孔210中。

另外，在本发明的较佳实施例中，激光器底座21的上表面上还设置有多个第一螺钉孔214，而激光器压板22上则设置有与第一螺钉孔214相对应的多个第二螺钉孔221。在安装所述激光器准直镜的固定装置时，可将第一固定螺钉（图中未示出）穿过激光器压板22上的第二螺钉孔221，旋入激光器底座21上的第一螺钉孔214中，从而通过激光器压板22将各个激光器固定在激光器底座21上。

较佳的，在本发明的具体实施例中，第一螺钉孔214均匀分布在激光器底座21的中心线的两侧，如图6所示，从而使得各个激光器受力均匀。

较佳的，在本发明的具体实施例中，激光器底座21可由铝合金或铜制成。

较佳的，在本发明的具体实施例中，激光器压板22可由不锈钢材料制成。较佳的，激光器压板22的厚度可以是0.8mm。

参见图9，并结合图3至图5、图11至图19，在本发明的较佳实施例中，转接支架23的点胶槽232的形状为圆形、椭圆形或方形，也可以是其它便于在激光器的激光器帽11与转接支架23的阶状结构231的侧壁之间涂敷粘接材料的形状。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述转接支架23可由铝合金或铜制成。

参见图10，并结合图3至图5、图11至图19，在本发明的较佳实施例中，准直镜座24的准直镜粘接槽241的外侧还设置有两个相对设置的凸出部242，用于对准直镜25起到保护和限位的作用。

较佳的，在本发明的具体实施例中，准直镜座24可由铝合金或铜制成。

参见图11至图19，本实施例中所述的激光器准直镜的固定装置的组装及调整过程如下：

首先，如图12和图13所示，在需要将多个激光器10组成阵列激光器，并使用本实施例中所述激光器准直镜的固定装置对阵列激光器中的各个激光器的准直镜进行固定时，可先将所述准直镜25通过粘接的方式（例如，紫外胶或光学胶水）固定在准直镜座24上形成组件1。

然后，如图14所示，可将各个激光器10分别插入到激光器底座21的第一通孔210中，即将各个激光器10的引脚13穿过激光器底座21上的第一通孔210，并使得各个激光器10的激光器基板12的底面与激光器槽211的激光器承靠面212抵接，从而形成组件2。

随后，如图15所示，可将各个激光器10的激光器帽11穿过所述激光器压板22上的通槽220，并使得各个激光器10的光学基准面14与激光器压板22的底部抵接，接着使用第一固定螺钉将激光器压板22固定在激光器底座21上，从而形成组件3。因此，通过激光器压板22与激光器底座21的配合，即可将激光器10固定在激光器底座21上。

接着，如图16所示，可在每个激光器10的上方都放置一个转接支架23，以形成组件4。

再者，如图17所示，使用夹持工装30夹持所述组件1，并将所述组件1靠近所述组件4。通过夹持工装30和三维调节仪31调整组件1与组件4上的激光器的准直，然后在组件4中的转接支架23的涂胶面（即上表面）上涂敷粘接材料（例如，紫外胶），并使组件4中的转接支架23的涂胶面紧靠所述组件1中的准直镜座24的底部，通过紫外线光照射固化，使转接支架23和准直镜座24的底部粘接在一起。

最后，如图18和图19所示，通过转接支架23上的点胶槽232涂敷粘接材料（例如，紫外胶），通过紫外线光照射固化，使得转接支架23的阶状结构231的侧壁与激光器的激光器帽11粘接在一起，然后撤掉夹持工装，完成激光器的准直镜的固定和调整。

综上可知，在本发明中所提供的激光器准直镜的固定装置中，由于每个激光器的上方都将放置一个转接支架，所述激光器的激光器帽与所述转接支架的阶状结构的侧壁粘接；所述转接支架的顶部与所述准直镜座的底部粘接，所述准直镜的底部伸入所述准直镜座的准直镜粘接槽中并与所述准直镜粘接槽的侧壁粘接。因此，在所述激光器的准直镜的安装固定过程中，即可在可调节范围内方便地实现准直镜与半导体激光器发射面之间相对位置的调节以及准直镜在角度上的调节，从而可以有效地避免准直镜本身的误差以及准直镜与准直镜载体之间的装配误差等因素对光学系统性能的不利影响，提高准直效果。而且，本发明中的激光器准直镜的固定装置适用于阵列排布激光器的准直镜的固定，不受空间排布限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光器准直镜的固定装置，其特征在于，包括：激光器底座、多个激光器、激光器压板、多个转接支架、多个准直镜座和多个准直镜；

所述激光器底座上设置有多个可供激光器的引脚穿过的第一通孔，还设置有环绕所述第一通孔且可容置所述激光器的激光器基板的激光器槽；

所述激光器压板上设置有多个可供激光器的激光器帽穿过的通槽；

所述转接支架的中轴处设置有定位通孔，所述转接支架的底部设置有环绕所述定位通孔且可容置所述激光器帽的阶状结构；所述阶状结构的相对两侧还开设有点胶槽；

所述激光器的引脚穿过所述激光器底座上的第一通孔，所述激光器的激光器基板的底面与所述激光器槽的激光器承靠面抵接；所述激光器基板的光学基准面与所述激光器压板的底部抵接；所述激光器的激光器帽穿过所述激光器压板上的通槽并伸入所述转接支架的底部的阶状结构中且与所述阶状结构的侧壁粘接；

所述准直镜座的中轴处设置有镜座通孔；所述准直镜座的正面设置有环绕所述镜座通孔且可容置准直镜的底部的准直镜粘接槽；所述准直镜座的底部与所述转接支架的顶部粘接；

所述准直镜的底部伸入所述准直镜座的准直镜粘接槽中并与所述准直镜粘接槽的侧壁粘接。

2.如权利要求1所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述准直镜座和转接支架之间还设置有第一预留间隙；

所述激光器压板和转接支架之间还设置有第二预留间隙；

所述激光器帽和转接支架之间还设置有第三预留间隙；

所述准直镜的底部和准直镜座的准直镜粘接槽之间还设置有第四预留间隙。

3.如权利要求2所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述第一预留间隙的值为0.4mm，所述第二预留间隙的值为0.5mm；

所述第三预留间隙的值为0.2mm，所述第四预留间隙的值为0.3mm。

4.如权利要求1所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述激光器底座的激光器槽的深度小于所述激光器的激光器基板的厚度。

5.如权利要求4所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述激光器底座的激光器槽的深度与所述激光器的激光器基板的厚度之差为0.1mm。

6.如权利要求1所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述激光器底座的上表面上还设置有多个第一螺钉孔；

所述激光器压板上设置有与所述第一螺钉孔相对应的多个第二螺钉孔。

7.如权利要求6所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述第一螺钉孔均匀分布在所述激光器底座的中心线的两侧。

8.如权利要求1所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述激光器压板的厚度为0.8mm。

9.如权利要求1所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述转接支架的点胶槽的形状为圆形、椭圆形或方形。

10.如权利要求1所述的激光器准直镜的固定装置，其特征在于：

所述准直镜座的准直镜粘接槽的外侧还设置有两个相对设置的凸出部。

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