CN108614341B - 一种抗振动共轴光路装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光技术领域，公开了一种抗振动共轴光路装置，包括安装槽、若干光学单元与固定件，安装槽包括第一安装面与第二安装面，第一安装面所在的平面与第二安装面所在的平面相交，每一光学单元同时与第一安装面、第二安装面相切，若干所述光学单元同轴并固定安装于所述安装槽，固定件与安装槽固定并压放于光学单元上。本发明利用两安装面与圆柱形物体相切的唯一性和稳定性，简化共轴性调节难度，通过第一安装面、第二安装面及固定件对圆柱形的光学单元进行全方位限位，增强其抗振性能。本发明还公开了一种制造该装置的方法，在固化热传导介质前预先将各光学单元与安装槽固定，有效防止热传导介质固化影响各光学单元的位置和共轴度。

Description

一种抗振动共轴光路装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及固体激光器技术领域，特别是涉及一种抗振动共轴光路装置及其制造方法。

背景技术

目前常见的激光光路中，各光学器件分别安装于不同的光学机械底座上，其共轴性调节需要借助准直光路。在调整整个光路装置时，由于各光学器件位于不同的光学机械底座上，操作人员需要一个光学器件接着一个光学器件进行调节，方能使多个光学器件之间的位置、准直性、共轴性符合要求，整个调节过程工作量大，比较繁琐，相对复杂。另外，在受到外界振动的影响时，由于各光学器件之间的响应相互分立，整个光学装置的共轴性很容易被破坏，抗振动性能差。

另外，散热是激光领域光学器件应用过程不得不考虑的一个重要问题。通常需要在光学器件与安装件之间的间隙填充热传导介质，但热传导介质固化产生应力容易导致光学器件共轴性变化，其抗振性能不能得到很好的保障。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种抗振动共轴光路装置，便于对多个光学单元之间的共轴度进行调节，并且即使在外界的振动影响下，多个光学单元之间仍能整体保持较好的共轴稳定性。

目的之二是提供一种抗振动共轴光路装置的制造方法，减小外部应力对光学器件共轴度的影响。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供提供一种抗振动共轴光路装置，包括安装槽、若干光学单元与固定件，所述安装槽包括第一安装面与第二安装面，所述第一安装面所在的平面与所述第二安装面所在的平面相交，每一所述光学单元同时与所述第一安装面、所述第二安装面相切，若干所述光学单元同轴并固定安装于所述安装槽，所述固定件与所述安装槽固定连接并压放于所述光学单元上方。

还提供一种抗振动共轴光路装置的制造方法，包括：

步骤S1，将若干光学单元依次放置于安装槽内，向所述安装槽内注入液态的热传导介质；

步骤S2，调整所述若干光学单元在所述安装槽内的位置，使所述若干光学单元共轴，在所述若干光学单元与第一安装面、第二安装面的接触点处进行固定；

步骤S3，将固定件与所述安装槽固定连接，并压放于所述若干光学单元上；

步骤S4，固化所述热传导介质。

(三)有益效果

本发明利用两安装面与圆柱形物体相切的唯一性和稳定性，简化共轴性调节难度；通过第一安装面、第二安装面及固定件对圆柱形的光学单元进行全方位限位，增强其抗振性能；制造方法中，在固化热传导介质前预先将各光学单元与安装槽固定，有效防止热传导介质固化影响各光学单元的位置和共轴度。

附图说明

图1为本发明抗振动共轴光路装置第一实施例的一纵向剖视图；

图2为图1所示抗振动共轴光路装置的一横向剖视图；

图3为本发明抗振动共轴光路装置第二实施例的一纵向剖视图；

图4为图3所示抗振动共轴光路装置的一横向剖视图；

图5为本发明抗振动共轴光路装置第三实施例的一纵向剖视图；

图6为本发明抗振动共轴光路装置第四实施例的一横向剖视图；

图7为图6所示抗振动共轴光路装置中安装槽各阶段的一纵向剖视图。

图中：1、底座；2、光学单元；21、光学器件；22、传导环；3、安装槽；31、第一安装面；32、第二安装面；4、固定件；41、固定脚；42、主体；5、热传导介质；6、腔体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1-2所示，为本发明提供的一种抗振动共轴光路装置，包括底座1、若干光学单元2、安装槽3、固定件4与热传导介质5。

具体地，底座1为壳体，安装槽3与底座1固定连接并形成腔体6，冷却水在腔体6内流动，对整个装置进行散热。另外，需要说明的是，安装槽3可以直接设置在底座1上，也可以是独立于底座1的独立结构。

具体地，光学单元2有三个，为圆柱形光学器件21，各光学器件21的半径相同，均固定安装于安装槽3，实现预定位。通过控制安装槽3的同轴精度和光学器件21的侧垂度，即可实现多个光学器件21高效、高精度的共轴和光学定位。

具体地，安装槽3采用紫铜材料加工而成，包括第一安装面31与第二安装面32。第一安装面31所在的平面与第二安装面32所在的平面相交，两者之间的夹角根据光学单元2半径的不同在0°～180°(不含两端点值)之间选择。第一安装面31、第二安装面32分别与每一光学器件21的外壁相切。

具体地，固定件4与光学单元2一一对应。每一固定件4固定安装于安装槽3并压放于各光学单元2上方，进一步限定各光学单元2的位置，从而实现各光学单元2的全方位固定，降低外界振动对光学单元2的影响，增强其抗振性。固定件4包括两固定脚41与主体42。两固定脚41分别与第一安装面31与第二安装面32固定连接。主体42为平板结构，压放于光学单元2上方，使每一光学单元2与固定件4线接触。需要说明的是，固定件4可以只有一个，其主体42下方分别与各光学单元2抵接；固定件4也可以有多个，每一固定件4的主体42压放于一个光学单元2上方。

具体地，热传导介质5填充于光学器件21与安装槽3之间的间隙。具体的，热传导介质5为铟。

在如图1所示的具体实施例中，安装槽3为V型槽，第一安装面31与第二安装面32为V型槽的两槽壁，两者之间的夹角为45°。安装槽3总长10厘米，槽壁长2厘米。光学单元2有三个，每一光学单元2包括一圆柱形光学器件21，分别为输入腔镜、激光晶体与输出腔镜。此三个光学器件21半径相同，均为0.5厘米，依次放置于安装槽3中，按照光路要求滚动各光学器件21使反射光斑尽量重合，实现共轴。此时，每一光学器件21外表面同时与第一安装面31、第二安装面32相切，相切处作为粘贴位。三个光学器件21的位置和共轴度调节好后，在粘贴位采用胶粘剂将其固定，实现光学器件21的预定位。所用的胶粘剂为紫外胶。

实施例2：

如图3-4所示，为本发明第二实施例的示意图，本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

光学单元2有四个，分别为输入腔镜、激光晶体、调Q晶体与输出腔镜，此四个光学单元2构成调Q激光体系。或者光学单元2有四个，分别为输入腔镜、激光晶体、倍频晶体与输出腔镜，此四个光学单元2构成倍频激光体系。光学单元2的数目和具体结构根据激光体系的不同进行调整。热传导介质3采用导热硅胶。固定件4的主体42呈拱形，该拱形的弧度与光学单元2外表面的弧度一致，从而使固定件4与光学单元2面接触。相比于实施例1，本实施例变线接触为面接触，提高了固定的稳定性。另外，在固定件4与光学单元2之间还垫放铟箔。

实施例3：

如图5所示，为本发明第三实施例的示意图，本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

光学单元2除光学器件21之外还包括套设于光学器件21外部的传导环22。具体的，光学器件21为方形棱柱状，传导环22呈圆柱形。另外，本实施例在安装槽3的外部连接有半导体制冷器(英文缩写TEC)进行制冷散热。

实施例4：

本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

如图6-7所示，为本发明第四实施例的示意图，其中三个光学单元2的半径不同，分别为R6、R7、R8。安装槽3为V型槽，在这三个光学单元2的安装位置处第一安装面31与第二安装面32之间的夹角分别为α、β、γ，以确保三个光学器件21共轴。此时，安装槽3为阶梯型V型槽，由不同尺寸的几段V型槽衔接在一起形成，能适应半径不同的光学单元2。

由以上实施例可以看出，本发明中利用两安装面与圆柱形物体相切的唯一性和稳定性，精确控制光学单元2的同轴度和侧垂度，使得多个光学器件21之间的调节过程简单高效。另外，本发明将光学单元2固定安装于安装槽3，同时在光学单元2上方压放固定件4，对光学单元2进行全方位限位，增强其抗振性能。

除此之外，本发明还提供了一种抗振动共轴光路装置的制造方法，具体的，先将各光学单元2依次放置于安装槽3中，接着在光学单元2与安装槽3之间的间隙注入热传导介质5，该热传导介质5为熔融态的液体，以确保热传导介质5填充均匀。然后，调整各光学单元2的位置确保其共轴，使用胶粘剂如紫外胶对光学单元2进行预定位，在光学单元2上加盖固定件4。固定件4两边的固定脚41固定安装在安装槽3上，主体42与光学单元2抵接实现光学单元2的全方位固定。最后进行降温，使热传导介质5慢慢固化。由于有了预定位，可以防止热传导介质5固化过程中产生的应力影响各光学单元2的位置和共轴度。

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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种抗振动共轴光路装置，其特征在于，所述抗振动共轴光路装置包括安装槽、若干光学单元与固定件，所述安装槽包括第一安装面与第二安装面，所述第一安装面所在的平面与所述第二安装面所在的平面相交，其中，所述安装槽为V型槽，所述第一安装面与所述第二安装面为V型槽的两倾斜槽壁；每一所述光学单元同时与所述第一安装面、所述第二安装面相切，若干所述光学单元同轴并固定安装于所述安装槽，所述固定件与所述安装槽固定连接并压放于所述若干光学单元上；

所述抗振动共轴光路装置还包括热传导介质与底座，所述热传导介质填充于所述光学单元与所述安装槽之间的间隙，所述底座为壳体，所述安装槽固定安装于所述底座，其中，所述热传导介质按照如下方法形成：先在所述安装槽和所述光学单元之间的间隙注入熔融态的液体，调整各所述光学单元的位置使其同轴，所述光学单元通过胶粘剂分别与所述第一安装面、所述第二安装面固定连接以实现预定位，在所述光学单元上加盖所述固定件，然后进行降温使所述热传导介质固化，所述胶粘剂为紫外胶。

2.根据权利要求1所述的抗振动共轴光路装置，其特征在于，所述光学单元为圆柱形的光学器件。

3.根据权利要求1所述的抗振动共轴光路装置，其特征在于，所述光学单元包括光学器件与传导环，所述光学器件呈方形棱柱状，所述传导环为中空圆柱，所述光学器件插接于所述传导环。

4.根据权利要求1所述的抗振动共轴光路装置，其特征在于，各所述光学单元的半径不同，所述安装槽呈阶梯型。

5.根据权利要求1所述的抗振动共轴光路装置，其特征在于，所述固定件包括主体与固定腿，所述固定腿有两个，位于所述主体两侧，两所述固定腿分别与所述第一安装面、所述第二安装面固定连接，所述主体与所述光学单元抵接。

6.一种抗振动共轴光路装置的制造方法，其特征在于，包括：

步骤S1，将若干光学单元依次放置于安装槽内，向所述安装槽内注入液态的热传导介质；

步骤S2，调整所述若干光学单元在所述安装槽内的位置，使所述若干光学单元共轴，在所述若干光学单元与第一安装面、第二安装面的接触点处进行固定；其中，所述安装槽为V型槽，所述第一安装面与所述第二安装面为V型槽的两倾斜槽壁；所述若干光学单元通过胶粘剂分别与所述第一安装面、所述第二安装面固定连接，所述胶粘剂为紫外胶；

步骤S3，将固定件与所述安装槽固定连接，并压放于所述若干光学单元上；

步骤S4，固化所述热传导介质。

7.根据权利要求6所述的抗振动共轴光路装置的制造方法，其特征在于，所述热传导介质为铟或导热硅胶。

Images