CN106001917A - 一种应用于激光行业的镜头及其的装配方法 - Google Patents

一种应用于激光行业的镜头及其的装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种应用于激光行业的镜头和应用于激光行业的镜头的装配方法，所述镜头包括第一镜片，第二镜片和镜筒，所述第一镜片和第二镜片均装配在所述镜筒内且所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁均设有间隙，所述第一镜片和所述镜筒的内端面形成线接触，在所述第一镜片和所述镜筒的内侧壁之间的间隙填充导热介质。

Description

一种应用于激光行业的镜头及其的装配方法
技术领域
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种应用于激光行业的镜头及其的装配方法。
背景技术
现有的激光焊接镜头由于激光通过后镜片温度会升高，激光功率越高镜片温度越高。为了保证镜片寿命，并降低热透镜效应，镜片必须进行散热。镜片散热效果好坏主要取决于镜片100与镜筒200之间的热阻。如图1和图2所示，传统的激光焊接镜头结构中镜片100与镜筒200接触面积极小，热阻非常大，使镜片的热量难以传出。另外镜片100和镜筒200之间无对应的固定结构，镜片侧壁与镜筒之间用硅胶粘胶。而硅胶的导热系数一般是1￣2W/(m·K)，硅胶的导热系数极低，热传导效率低下。镜片下部与镜筒接触部分为相切接触，也叫线接触。当高强度激光照射到镜片上时，随着时间的增加，镜片会吸热升温，增加的温度不能很好的通过接触位置传向镜筒200，从而导致镜片100的光学成像质量下降。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此本发明的目的在于提出一种应用于激光行业的镜头及其的装配方法。
为了实现上述目的，本发明一方面实施例的应用于激光行业的镜头，所述镜头包括第一镜片，第二镜片和镜筒，所述第一镜片和第二镜片均装配在所述镜筒内且所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁均设有间隙，所述第一镜片和所述镜筒的内端面形成线接触或面接触，在所述第一镜片和所述镜筒的内侧壁之间的间隙填充导热介质。
优选的，在所述第二镜片和所述镜筒的内侧壁之间的间隙填充导热介质。
优选的，在所述第一镜片和所述镜筒的内端面之间填充导热介质。
优选的，所述导热介质具体为低熔点合金或导热胶。
优选的，所述低熔点合金具体为锡铋合金。
优选的，所述导热胶具体为：导热硅胶、rtv硅胶、环氧树脂或聚氨酯胶。
本发明实施例的应用于激光行业的镜头，通过导热介质可以很好的填充接触面的间隙，将空气挤出接触面，而且有了导热介质的补充，可以使接触面更好更充分的接触，真正做到面对面的接触，增强了镜片向镜筒的散热能力，从而尽量减小温差。也就是说，为了降低镜片与镜筒之间的热阻，可以用导热介质填充镜片与镜筒间的间隙中，以提高镜片与镜筒之间接触面积从而提高传热功率，最终达到提高镜片散热效率的目的。
为了实现上述目的，本发明另一方面实施例的应用于激光行业的镜头的装配方法，所述装配方法包括以下步骤：
将第一镜片和第二镜片均装配在所述镜筒，其中，所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁均设有间隙，所述第一镜片和所述镜筒的内端面形成线接触或面接触；
将导热介质填充物填充在所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁之间的间隙中以及填充在所述第一镜片和所述镜筒的内端面之间。
优选的，所述导热介质具体为低熔点合金或导热胶。
优选的，所述低熔点合金具体为锡铋合金。
优选的，所述导热胶具体为：导热硅胶、rtv硅胶、环氧树脂或聚氨酯胶。
的本发明实施例的应用于激光行业的镜头的装配方法，通过导热介质可以很好的填充接触面的间隙，将空气挤出接触面，而且有了导热介质的补充，可以使接触面更好更充分的接触，真正做到面对面的接触，增强了镜片向镜筒的散热能力，从而尽量减小温差。也就是说，为了降低镜片与镜筒之间的热阻，可以用导热介质填充镜片与镜筒间的间隙中，以提高镜片与镜筒之间接触面积从而提高传热功率，最终达到提高镜片散热效率的目的。
附图说明
图1是现有激光焊接镜头的结构示意图；
图2是现有激光焊接镜头的局部放大结构示意图；
图3是本发明一个实施例应用于激光行业的镜头的结构示意图；
图4是本发明一个实施例应用于激光行业的镜头的局部放大结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的应用于激光行业的镜头及应用于激光行业的镜头的装配方法。
图3是根据本发明一个实施例应用于激光行业镜头的结构示意图。如图3所示，本发明实施例的激光焊接镜头，所述镜头包括第一镜片11，第二镜片12和镜筒2，所述第一镜片11和第二镜片12均装配在所述镜筒2内且所述第一镜片11和第二镜片12与所述镜筒的内侧壁21均设有间隙，所述第一镜片11和所述镜筒的内端面22形成线接触或面接触，在所述第一镜片11和所述镜筒的内侧壁21之间的间隙填充导热介质3。
由于镜片和镜筒之间的接触面上接触热阻的存在主要是由于表面粗糙度的影响，而接触部位之间普遍存在着空隙，在多数工程实践中，空隙中充满着空气，空气是热的不良导体，会严重阻碍热量在接触面之间的传递。在现有的激光焊接镜头中的间隙中采用硅胶粘胶，而硅胶的导热系数一般是1￣2W/(m·K)，硅胶的导热系数极低，热传导效率低下。因此通过低导热介质可以很好的填充接触面的间隙，将空气挤出接触面，而且有了导热介质的补充，可以使接触面更好更充分的接触，真正做到面对面的接触，增强了镜片向镜筒的散热能力，从而尽量减小温差。也就是说，为了降低镜片与镜筒之间的热阻，可以用导热介质填充镜片与镜筒间的间隙中，以提高镜片与镜筒之间接触面积从而提高传热功率，最终达到提高镜片散热效率的目的。
在具体实施中，所述应用于激光行业镜头具体可以为：激光焊接镜头的汇聚镜、激光焊接镜头的准直镜、激光焊接镜头的分光镜、高功率激光器中的谐振腔镜、以及高功率激光器中的光纤耦合镜等。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，所述线接触的宽度为：0.05mm，即所述第一镜片11和所述镜筒的内端面22之间线接触的宽度为：0.05mm。
在本发明的一个实施例中，在所述第二镜片12和所述镜筒的内侧壁21之间的间隙填充导热介质3，从而增大镜片与镜筒的接触面积。
在本发明的一个实施例中，在所述第一镜片11和所述镜筒的内端面22之间填充导热介质3。也就是说，现有的激光镜头中，所述镜片与镜筒接触之间线接触的宽度较小，使得镜片与镜筒接触面积约为0.06cm2。通过在所述第一镜片11和所述镜筒的内端面22之间填充导热介质3后，使得镜片与镜筒接触面积将达到8cm2，那么接触面积提高到100倍，散热效率也提高了，使得镜片的寿命大大提高，同时降低热透镜效应。
在本发明的一个实施例中，所述导热介质3具体为低熔点合金或导热胶。
在本发明的一个实施例中，所述低熔点合金具体为锡铋合金。所述锡铋合金的导热系数为：30－60W/(m·K)。
在本发明的一个实施例中，所述导热胶具体为：导热硅胶，rtv硅胶，环氧树脂或聚氨酯胶。
在具体实施中，本发明还提供一实施例的应用于激光行业的镜头的装配方法，所述装配方法包括以下步骤：
将第一镜片和第二镜片均装配在所述镜筒，其中，所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁均设有间隙，所述第一镜片和所述镜筒的内端面形成线接触或面接触；
将导热介质填充在所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁之间的间隙中以及填充在所述第一镜片和所述镜筒的内端面之间。
本发明实施例的应用于激光行业的镜头的装配方法，通过导热介质可以很好的填充接触面的间隙，将空气挤出接触面，而且有了导热介质的补充，可以使接触面更好更充分的接触，真正做到面对面的接触，增强了镜片向镜筒的散热能力，从而尽量减小温差。也就是说，为了降低镜片与镜筒之间的热阻，可以用导热介质填充镜片与镜筒间的间隙中，以提高镜片与镜筒之间接触面积从而提高传热功率，最终达到提高镜片散热效率的目的。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，所述线接触的宽度为：0.05mm，即所述第一镜片和所述镜筒的内端面之间线接触的宽度为：0.05mm。
在本发明的一个实施例中，在所述第二镜片和所述镜筒的内侧壁之间的间隙填充导热介质，从而增大镜片与镜筒的接触面积。
在本发明的一个实施例中，在所述第一镜片和所述镜筒的内端面之间填充导热介质。也就是说，现有的激光镜头中，所述镜片与镜筒接触之间线接触的宽度较小，使得镜片与镜筒接触面积约为0.06cm2。通过在所述第一镜片和所述镜筒的内端面之间填充导热介质后，使得镜片与镜筒接触面积将达到8cm2，那么接触面积提高到100倍，散热效率也提高了，使得镜片的寿命大大提高，同时降低热透镜效应。
在本发明的一个实施例中，所述导热介质3具体为低熔点合金或导热胶。
在本发明的一个实施例中，所述低熔点合金具体为锡铋合金。所述锡铋合金的导热系数为：30－60W/(m·K)。
在本发明的一个实施例中，所述导热胶具体为：导热硅胶，rtv硅胶，环氧树脂或聚氨酯胶。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种应用于激光行业的镜头，其特征在于：所述镜头包括第一镜片，第二镜片和镜筒，所述第一镜片和第二镜片均装配在所述镜筒内且所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁均设有间隙，所述第一镜片和所述镜筒的内端面形成线接触或面接触，在所述第一镜片和所述镜筒的内侧壁之间的间隙填充导热介质。
2.如权利要求1所述的镜头，其特征在于：在所述第二镜片和所述镜筒的内侧壁之间的间隙填充导热介质。
3.如权利要求1所述的镜头，其特征在于：在所述第一镜片和所述镜筒的内端面之间填充导热介质。
4.如权利要求1－3任意一项所述的镜头，其特征在于：所述导热介质具体为低熔点合金或导热胶。
5.如权利要求4所述的镜头，其特征在于：其中所述低熔点合金具体为锡铋合金。
6.如权利要求4所述的镜头，其特征在于：所述导热胶具体为：导热硅胶，rtv硅胶，环氧树脂或聚氨酯胶。
7.一种应用于激光行业的镜头的装配方法，其特征在于：所述装配方法包括以下步骤：
将第一镜片和第二镜片均装配在所述镜筒，其中，所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁均设有间隙，所述第一镜片和所述镜筒的内端面形成线接触或面接触；
将导热介质填充在所述第一镜片和第二镜片与所述镜筒的内侧壁之间的间隙中以及填充在所述第一镜片和所述镜筒的内端面之间。
8.如权利要求7所述的装配方法，其特征在于：所述导热介质具体为低熔点合金或导热胶。
9.如权利要求8所述的装配方法，其特征在于：所述低熔点合金具体为锡铋合金。
10.如权利要求8所述的装配方法，其特征在于：所述导热胶具体为：导热硅胶，rtv硅胶，环氧树脂或聚氨酯胶。
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