CN104133295A - 一种激光束吸收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光领域，具体涉及一种可安全吸收多余激光束的装置。该装置包括吸收镜筒，可变小孔光阑，凹透镜，光楔和吸收体；所述可变小孔光阑固定于吸收镜筒的前端，所述凹透镜和光楔固定于吸收镜筒的尾端，所述吸收体顶端开孔与吸收镜筒连接。本发明的激光束安全吸收装置在吸收镜筒前端放置可变小孔光阑，可以有效防止入射激光散射溢出。凹透镜焦距较小，使激光束充分扩散，可以有效防止能量密度较高的光束损坏吸收体。激光束经过层层吸收和防护，完全被吸收装置约束在吸收体内部，无激光溢出，起到十分良好的保护工作人员的作用。此外，本发明的装置还有着结构简单、使用灵活、坚固耐用等优点。

Description

一种激光束吸收装置

技术领域

本发明涉及激光领域，具体涉及一种可安全吸收多余激光束的装置。

背景技术

1960年，美国物理学家T.H.梅曼研制出第一台红宝石激光器。自问世以来，激光技术获得极大的发展，广泛应用于工业、通讯、医疗、科研、国防等领域。激光器的种类越来越多，输出功率越来越高，应用领域越来越广泛。在使用激光器的过程中，有一点必须引起我们高度重视，即激光安全问题。人眼作为一种光学成像系统是十分脆弱的，尤其在激光束面前。激光致盲的案例日趋增多，因此激光安全问题开始引发人们的特别关注。根据激光的危险程度加以分类(级)，按国际电工委员会(IEC)的标准，激光产品可分五类(级)。在国内，针对激光安全出台了许多标准，指导激光使用人员如何安全操作激光。

在激光研发或使用过程中，激光束会由不同窗口输出。通常使用的做法是在光路上加装挡板，防止激光束传播误伤他人。这种做法存在的一个问题就是，光束打在挡板上被漫反射，当激光功率较高时，杂散光也会对人眼造成伤害。因此，需要开发一种装置来有效收集并吸收这些多余激光束，以保证激光操作者的人身安全。

中国专利申请号201310320917.5公开了一种高能激光扩束吸收装置，包括激光扩束锥、能量吸收腔、前面板和固定板；其能量吸收腔为空心圆筒体，前面板设置在能量吸收腔的激光入射端，中间开有激光入射孔，激光入射孔正对扩束锥；固定板设置在能量吸收腔的后端，用于固定激光扩束锥；激光扩束锥包括沿激光入射方向依次设置的一只扩束尖锥、至少两只扩束球锥和圆筒过渡段，且沿激光入射方向的各级圆筒过渡段的圆筒半径逐级增大；扩束尖锥和扩束球锥均为空心结构且扩束锥表面镀有高反射膜。该装置虽然能有效降低经激光扩束锥入射至热吸收筒体的激光功率密度，但是该装置不仅结构复杂、使用不够灵活，而且通用性差：对激光束不能进行直接的安全吸收而是需要经历中间额外的扩束步骤，导致了整个装置具有结构复杂、使用不够灵活等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种结构简单、具有良好收集和吸收效果的激光束安全吸收装置。

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明采取的技术方案为：一种激光束吸收装置，包括吸收镜筒，可变小孔光阑，凹透镜，光楔和吸收体；所述可变小孔光阑固定于吸收镜筒的前端，所述凹透镜和光楔固定于吸收镜筒的尾端，所述吸收体顶端开孔与吸收镜筒连接。

所述可变小孔光阑固定于吸收镜筒前端，可以根据入射激光束的宽度来调节孔径大小。

所述凹透镜和光楔固定于吸收镜筒尾端，表面可镀对应激光的增透膜，当然也可以不镀膜。

优选的，所述吸收体为空心球体结构，球体内壁不光滑，内壁涂有可吸收激光的涂料或做发黑处理；更优选的，所述空心球体结构由2个半球组合而成：所述吸收体有2个半球组合而成，其顶端开孔与吸收镜筒连接。

优选的，所述涂料包括磷酸盐、炭黑、胶体石墨中的至少一种。

所述的吸收镜筒有一定长度和直径，内壁涂有可吸收激光的涂料或做发黑处理；更优选的，所述涂料包括磷酸盐、炭黑、胶体石墨中的至少一种。

优选的，所述凹透镜为平凹球透镜。其作用是使激光束发散，防止过度集中的激光束功率太高，损坏吸收体。

所述的吸收镜筒，可变小孔光阑，凹透镜，光楔的直径大小都可以根据光束的直径来设计，以匹配各种型号的激光器。

本发明的激光束安全吸收装置在吸收镜筒前端放置可变小孔光阑，可以有效防止入射激光散射溢出。凹透镜焦距较小，使激光束充分扩散，可以有效防止能量密度较高的激光束损坏吸收体。光楔角度较大，使光束有效偏折，打在吸收体下部的光束散射后被吸收体吸收。凹透镜和光楔可以相互配合，产生协同作用，使得激光在吸收体内部发生不同方向发散，即使一次吸收不完全，也可以经过多次反射仍确保激光全部停留在吸收体内部，最后激光完全被吸收。吸收镜筒长度可在10mm-200mm范围内可调，内壁处理后也起到吸收散射光束的作用。激光束经过层层吸收和防护，完全被吸收装置约束在吸收体内部，无激光溢出，起到十分良好的保护工作人员的作用。此外，本发明的装置还有着结构简单、使用灵活、坚固耐用等优点。

附图说明

图1为本发明的一种激光束安全收集吸收装置的结构示意图；图1中标号：1.吸收镜筒；2.可变小孔光阑；3.凹透镜；4.光楔；5.吸收体；6.吸收镜筒上的固定接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的激光束安全吸收装置做进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的一种激光束安全收集吸收装置的结构图。其包括：吸收镜筒1，可变小孔光阑2，凹透镜3，光楔4，吸收体5，6为吸收镜筒1上的固定接口。

吸收镜筒1长度为50mm和内径为12mm，用于固定小孔光阑、凹透镜和光楔。此外，吸收镜筒1内壁涂有可吸收激光的涂料或做发黑处理，用于吸收散射光。所述内部涂料可选用磷酸盐涂层或者炭黑或者胶体石墨。吸收镜筒前端内壁有螺纹，方便转接；吸收镜筒尾端有固定螺纹孔6，方便支撑固定。

可变小孔光阑2固定于吸收镜筒1前端，以防止散射激光溢出，并根据入射激光来调节孔径大小，调节范围为1-15mm。

凹透镜3为平凹球透镜，直径为12.7mm，焦距为0-25mm用于扩大光斑，防止激光束功率密度过高导致吸收体内壁损坏。光楔4直径为12.7mm，楔角为10°，光楔可以偏折入射光线，防止正入射导致大量激光束原路反射出去。凹透镜3和光楔4用光学胶固定于吸收镜筒1尾端，可镀对应激光的增透膜，也可不镀膜。

吸收体5为空心球体结构，由2个半球组合而成，其内径为40mm。球体内壁不光滑，做发黑处理，可将激光束缚在体内吸收损耗。吸收体5顶端开孔，与吸收镜筒1通过螺纹连接固定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种激光束吸收装置，其特征在于，所述激光束吸收装置包括吸收镜筒(1)，可变小孔光阑(2)，凹透镜(3)，光楔(4)和吸收体(5)；所述可变小孔光阑(2)固定于吸收镜筒(1)的前端，所述凹透镜(3)和光楔(4)固定于吸收镜筒(1)的尾端，所述吸收体(5)顶端开孔与吸收镜筒(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种激光束吸收装置，其特征在于，所述吸收体(5)为空心球体结构。

3.根据权利要求2所述的一种激光束吸收装置，其特征在于，所述空心球体结构由2个半球组合而成。

4.根据权利要求2所述的一种激光束吸收装置，其特征在于，所述空心球体内壁涂有可吸收激光的涂料或做发黑处理。

5.根据权利要求4所述的一种激光束吸收装置，其特征在于，所述涂料包括磷酸盐、炭黑、胶体石墨中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种激光束吸收装置，其特征在于，所述吸收镜筒内壁涂有可吸收激光的涂料或做发黑处理。

7.根据权利要求6所述的一种激光束吸收装置，其特征在于，所述涂料包括磷酸盐、炭黑、胶体石墨中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种激光束吸收装置，其特征在于，所述凹透镜为平凹球透镜。