CN103616765A - 一种集成式高速大功率激光光闸切换装置 - Google Patents

Abstract

一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，包括：一个实现大功率激光光路切换的光闸组件、安装架（8）、吸收体（11）、一个光纤耦合头（14）、吸收大功率激光（15）的吸收体组件以及密封防护罩（16），其特征在于：所述的连接块（1）的一端安装有45°全反射镜（4），连接块（1）的另一端固定在步进电机（6）的转轴上，步进电机（6）带动连接块（1）和45°全反射镜（4）在一定角度内往复摆动，45°全反射镜（4）控制大功率激光的光路走向，实现大功率激光的光路在2个不同方向的快速切换。本发明通过电机的旋转带动发射镜位置的切换,实现了高速的激光光路切换。通过多个光闸系统的联动还能实现多光路切换输出的要求。

Description

一种集成式高速大功率激光光闸切换装置

技术领域

本发明属于大功率激光器领域，涉及大功率激光器开关光之间的切换过程及多光路切换输出应用的集成式高速大功率激光光闸切换装置。

背景技术

激光器在应用过程中，要求在不断电的过程中快速进行大功率激光发出与停止之间的切换，或者使大功率激光切换至另一方向输出。在停止大功率激光发出时大功率激光能够在激光器内被吸收掉，在大功率激光工作中能够指示大功率激光的出光位置。为达到这一目的，就需要在激光器中安装光闸吸收装置。

激光器光闸系统驱动目前有摆动气缸，电磁铁，电磁阀等结构，气缸、电磁阀实现直线运动，降低了光闸系统的反应速度，摆动气缸有需要接入驱动气体，不便于集成。

发明内容

机驱动45°全反射镜运转，45°全反射镜设有二个位置：挡光位置：大功率激光经45°全反射镜反射进入光纤耦合头；通光位置：大功率激光进入吸收体，小功针对以上问题，本发明的目的在于提供一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，是将45°全反射镜直接安装在电机连接块上，能与系统高速联动，通过反射式激光输出的方式提高了激光系统的安全系数，对整个激光系统的辐射安全多了重保障。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，包括：一个实现大功率激光光路切换的光闸组件、安装架、吸收体、一个光纤耦合头、吸收大功率激光的吸收体组件以及密封防护罩，所述光闸组件由一个步进电机、一个连接块以及一个小功率LD，其特征在于：所述的连接块的一端安装有45°全反射镜，连接块的另一端固定在步进电机的转轴上，步进电机带动连接块和45°全反射镜在一定角度内往复摆动，45°全反射镜控制大功率激光的光路走向，实现大功率激光的光路在个不同方向的快速切换，小功率LD激光安装在45°全反镜后面用于指示切换后的大功率激光出射位置。

所述的连接块由步进电率LD发出有色指示光直接进入光纤耦合头；

所述的步进电机设在安装架上，安装架具有两个限制连接块运动极限位置的限位柱Ⅰ、限位柱Ⅱ和两个限制限位开关，限位开关Ⅰ用于指示45°全反射镜挡光位置、限位开关Ⅱ用于控制小功率LD的指示位置；

所述的45°全反射镜的背面贴有一金属片，金属片与所述限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ构成45°全反射镜的运动限位及工作准确位置，限位开关Ⅰ导通时显示45°全反射镜处于能够全部反射大功率激光的准确位置；

所述的吸收体具有使冷却水出入吸收体的入水嘴和出水嘴；

所述的光闸组件可含两个，通过控制光闸组件的通光挡光的组合实现双光路输出。

本发明，通过电机的旋转带动发射镜位置的切换,实现了高速的激光光路切换。通过多个光闸系统的联动还能实现多光路切换输出的要求，集成式电机的结构相对于普通的步进电机来说少了额外的驱动器便于系统集成，通过反射式激光输出的方式提高了激光系统的安全系数，通过多个光闸系统的联动还能实现多光路切换输出的要求。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为激光用光闸切换装置不挡光位置时的俯视图；

图3为激光用光闸切换装置挡光位置时的俯视图；

图4为激光用光闸切换装置双光闸组件串联放置双路切换输出时的俯视图。

图中：1连接块、2限位柱Ⅰ、3限位开关Ⅰ、445°全反射镜、5金属片、6步进电机、7限位开关Ⅱ、8安装架、9限位柱Ⅱ、10小功率LD、11吸收体、12冷却水出口、13冷却水入口、14光纤耦合头、15大功率激光、密封盒16。

具体实施方式

由图1知，一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，包括：连接块1、限位开关Ⅰ3、安装架8、步进电机6、限位柱Ⅰ2限位柱Ⅱ9、45°全反射镜4、金属片5。步进电机6安装在安装架8上，连接块1安装在电机6上，45°全反射镜4安装在连接块1上，步进电机6带动连接块1在一定角度内往复摆动，连接块1带动45°全反射镜4也成一定角度往复摆动，实现对大功率激光15光路的切换。安装架8上具有两个限位柱，限位柱12和限位柱Ⅱ9，限制连接块1摆动位置。在靠近45°反射镜4位置安装有两个限位开关，限位开关Ⅰ3和限位开关Ⅱ7，限位开关与45°反射镜背面的金属片5，共同指示45°反射镜位置。

由图2知，是激光用光闸切换装置不挡光位置时的俯视图；当不需要激光输出时，步进电机6驱动连接块1，带动45°全反射镜4，处于图2位置，大功率激光15直接入射吸收体11，吸收体11具有冷却水出口12和冷却水入口13，吸收体11内具有水冷结构，大功率激光能量被循环冷却水带走。此时小功率LD10，点亮入射耦合头，通过光纤输出指示大功率激光15出射位置。

由图3知，是激光用光闸切换装置挡光位置时的俯视图；当需要激光输出时，步进电机6驱动连接块1，带动45°全反射镜4，处于图3位置，大功率激光15被45°全反射镜反射入光纤耦合头14，透射过去的部分微弱激光进入吸收体11，吸收体11内有冷却水结构，水冷结构带走能量。

由图2、图3知，本大功率用激光高速光闸装置元件布局顺序为：大功率激光15，45°全反射镜4与连接块1安装在步进电机6上与大功率激光15成45°夹角，吸收体11放置在大功率激光15入射光路上，光纤耦合头14放在大功率激光15，经过45°全反射镜4反射后的光路上。

本大功率激光用高速光闸装置光闸组件、小功率LD10外安装密封盒16，吸收体11及光纤耦合头14与密封盒16密封安装。

本大功率激光用高速光闸装置具体使用方法为：以大功率激光15为安装基准，安装光闸组件与光纤耦合头14，使光闸挡光时大功率激光15能够反射进入光纤耦合头14经由光纤17输出。当需要阻断激光输出时光闸组件的步进电机6驱动连接块1带动45°全反射镜4偏离光路处于如图2位置，限位开关Ⅱ7检测到位，大功率激光15进入吸收体11。此时小功率LD10点亮有色小功率激光进入光纤耦合头14经光纤输出指示大功率激光15出射位置。当需要激光输出时光闸组件的步进电机6驱动连接块1带动45°全反射镜4进入光路如图3位置，限位开关Ⅰ3检测到位。大功率激光15经45°全反射镜反射进入耦合头经光纤输出。以上为本大功率激光用高速光闸一个动作周期。

由图4知，是激光用光闸切换装置双光闸组件串联放置双路切换输出时的俯视图。本大功率激光用光闸装置内可含两个光闸组件，通过控制光闸组件的通光挡光的组合实现双光路输出。

多个光闸组件串联放置，通过控制各个光闸组件的通光、挡光动作的组合实现多光路切换输出。

Claims (6)

1.一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，包括：一个实现大功率激光光路切换的光闸组件、安装架（8）、吸收体（11）、一个光纤耦合头（14）、吸收大功率激光（15）的吸收体组件以及密封防护罩（16），所述光闸组件由一个步进电机（6）、一个连接块（1）以及一个小功率LD（10），其特征在于：所述的连接块（1）的一端安装有45°全反射镜（4），连接块（1）的另一端固定在步进电机（6）的转轴上，步进电机（6）带动连接块（1）和45°全反射镜（4）在一定角度内往复摆动，45°全反射镜（4）控制大功率激光的光路走向，实现大功率激光的光路在2个不同方向的快速切换，小功率LD（10）激光安装在45°全反射镜（4）后面用于指示切换后的大功率激光（15）出射位置。

2.如权利要求1所述的一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，其特征在于：所述的连接块（1）由步进电机（6）驱动45°全反射镜（4）运转，45°全反射镜（4）设有二个位置：挡光位置：大功率激光（15）经45°全反射镜（4）反射进入光纤耦合头（14）；通光位置：大功率激光（15）进入吸收体（11），小功率LD（10）发出有色指示光直接进入光纤耦合头（14）。

3.如权利要求1所述的一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，其特征在于：所述的步进电机（6）设在安装架（8）上，安装架（8）具有两个限制连接块（1）运动极限位置的限位柱Ⅰ（2）、限位柱Ⅱ（9）和两个限制限位开关，限位开关Ⅰ（3）用于指示45°全反射镜（4）挡光位置、限位开关Ⅱ（7）用于控制小功率LD（10）的指示位置。

4.如权利要求1所述的一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，其特征在于：所述的45°全反射镜（4）的背面贴有一金属片（5），金属片（5）与所述限位开关Ⅰ（3）、限位开关Ⅱ（7）构成45°全反射镜（4）的运动限位及工作准确位置，限位开关Ⅰ（3）导通时显示45°全反射镜（4）处于能够全部反射大功率激光（15）的准确位置。

5.如权利要求1所述的一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，其特征在于：所述的吸收体（11）具有使冷却水出入吸收体的入水嘴（12）和出水嘴（13）。

6.如权利要求1所述的一种集成式高速大功率激光光闸切换装置，其特征在于：所述的光闸组件可含两个，通过控制光闸组件的通光挡光的组合实现双光路输出。

Images