CN110323658B - 激光输出头和激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了激光输出头和激光器，涉及激光器技术领域。所述激光输出头包括：外壳体、内壳体、镜头固定件、光纤固定件、尾端固定件以及光学组件；所述内壳体装设在所述外壳体内，所述镜头固定件与所述外壳体和/或所述内壳体组装，所述光学组件装设在所述内壳体和所述镜头固定件内；所述光纤固定件和所述尾端固定件组装在所述外壳体内，用于紧固所述光学组件和所述内壳体；所述内壳体与所述外壳体之间形成冷却通道；所述外壳体形成有与所述冷却通道连通的第一孔道和第二孔道。本发明实施例中的激光输出头有效消除了回返光和正向残余的泵浦光的影响。

Description

激光输出头和激光器

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，特别是激光输出头和激光器。

背景技术

适用于万瓦级高功率的激光输出头，在输出激光的过程中产生的回返光和正向残余的泵浦光会使得激光输出头的温度升高。

发明人在研究本发明的过程中发现，现有技术中激光输出头不能够有效消除回返光和正向残余的泵浦光的影响，造成激光输出头因过热而损坏。

发明内容

为了有效消除回返光和正向残余的泵浦光对激光输出头的影响，本发明提供一种激光输出头和激光器。

本发明的一个或者多个实施例公开了一种激光输出头，包括：外壳体、内壳体、镜头固定件、光纤固定件、尾端固定件以及光学组件；所述内壳体装设在所述外壳体内，所述镜头固定件与所述外壳体和/或所述内壳体组装，所述光学组件装设在所述内壳体和所述镜头固定件内；所述光纤固定件和所述尾端固定件组装在所述外壳体内，用于紧固所述光学组件和所述内壳体；所述内壳体与所述外壳体之间形成冷却通道；所述外壳体形成有与所述冷却通道连通的第一孔道和第二孔道。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述光学组件包括：光阑、输出端帽、剥模器以及挡光件；所述光阑、输出端帽、剥模器以及挡光件依次装设在所述内壳体内；所述剥模器的激光输出端的光纤与所述输出端帽连接，所述挡光件上形成有挡光面，所述挡光面用于将所述剥模器剥除出来的回返光和正向残余的泵浦光反射至所述内壳体的内壁。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述光纤固定件与所述挡光件抵持并形成散光腔，所述剥模器的激光输入端的光纤穿过所述挡光件、所述散光腔以及所述光纤固定件，所述散光腔用于扩散从所述挡光件射向所述光纤固定件的回返光和正向残余的泵浦光。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述挡光件与所述光纤固定件抵持的一端形成有锥形孔，所述光纤固定件与所述挡光件抵持的一端形成有柱形孔，所述锥形孔与所述柱形孔共同形成所述散光腔。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光输出头还包括光电探测器，所述光纤固定件上形成有与所述散光腔连通的探测器安装孔，所述光电探测器穿过所述探测器安装孔进入到所述散光腔，所述光电探测器用于探测所述回返光和正向残余的泵浦光。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述镜头固定件的出光端形成有光阑孔，所述光阑孔的周围形成有反光面，所述反光面用于反射回返光。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述激光输出头还包括温度感应器，所述尾端固定件上形成有感应器安装孔，所述温度感应器装设在所述感应器安装孔内；在所述温度感应器感应到所述尾端固定件的温度超过设定的阈值时关闭激光器。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述外壳体内形成有前腔、中腔以及尾腔，所述内壳体装设在所述外壳体的前腔、中腔以及尾腔内；所述第一孔道和所述第二孔道分别连通至所述中腔。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述内壳体的外壁形成有分隔结构，所述分隔结构将所述冷却通道分隔成连通的第一热交换空间和第二热交换空间，其中所述第一热交换空间与所述第一孔道连通，所述第二热交换空间与所述第二孔道连通。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述内壳体内形成有光阑安装腔、端帽安装腔以及剥模器安装腔，所述光阑安装腔与所述端帽安装腔连通，所述剥模器安装腔与所述端帽安装腔连通。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述内壳体一端的外壁形成有第一密封结构，所述内壳体另一端的外壁形成有第二密封结构，所述内壳体的外壁、所述第一密封结构、所述第二密封结构以及所述外壳体的内壁围合成所述冷却通道。

本发明的一个或者多个实施例公开了一种激光器，包括光路模块和电路模块，所述光路模块中包括上述任意一种激光输出头。

与现有技术相比，本发明公开的技术方案主要有以下有益效果：

在本发明实施例中，激光输出头的光学组件扩散出来的回返光和正向残余的泵浦光被内壳体吸收并转化成热量，冷却通道内的冷却液吸收和导出内壳体的热量。因此本发明实施例中的激光输出头通过内壳体将光学组件扩散出来的回返光和正向残余的泵浦光转化成热能，然后由冷却通道内的冷却液吸收和导出内壳体的热量，有效消除了回返光和正向残余的泵浦光的影响。

附图说明

图1为本发明的一实施例中激光输出头的立体图；

图2为本发明的一实施例中激光输出头的剖面图

图3为图2中区域Ⅰ的放大图；

图4为图2中区域Ⅱ的放大图；

图5为本发明的一实施例中冷却液流经冷却通道时的示意图；

图6为本发明的一实施例中外壳体的剖面图；

图7为本发明的一实施例中内壳体的立体图；

图8为本发明的一实施例中内壳体的剖面图；

图9为图5中区域Ⅲ的放大图；

图10为图5中区域Ⅳ的放大图。

主要附图标记说明

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。具体实施方式中涉及到的激光输出头和激光器只是较佳的实施例，并非本发明所有可能的实施例。本发明的权利要求书、说明书以及说明书附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

下面将结合附图对本发明的激光输出头进行详细说明。

参考图1和图2，其中图1为本发明的一实施例中激光输出头的立体图，图2为本发明的一实施例中激光输出头的剖面图。

如图1和图2中所示意的，一种激光输出头，包括：外壳体1、内壳体2、镜头固定件3、光纤固定件4、尾端固定件5以及光学组件6。内壳体2装设在外壳体1内，镜头固定件3与外壳体1和/或内壳体2组装，光学组件6装设在内壳体2和镜头固定件3内。光纤固定件4和尾端固定件5组装在外壳体1内，用于紧固光学组件6和内壳体2。内壳体2与外壳体1之间形成冷却通道b。外壳体1形成有与冷却通道b连通的第一孔道11和第二孔道12。光学组件6扩散出来的回返光和正向残余的泵浦光被内壳体2吸收并转化成热量，冷却通道b内的冷却液吸收和导出内壳体2的热量。因此上述激光输出头通过内壳体2将光学组件6扩散出来的回返光和正向残余的泵浦光转化成热能，然后由冷却通道b内的冷却液吸收和导出内壳体2的热量，有效消除了回返光和正向残余的泵浦光的影响。

内壳体2的外壁形成有分隔结构21。分隔结构21将冷却通道b分隔成连通的第一热交换空间b1和第二热交换空间b2，其中第一热交换空间b1与第一孔道11连通，第二热交换空间b2与第二孔道12连通。冷却液在第一热交换空间b1和第二热交换空间b2流动的过程中吸收内壳体2的热量。将冷却通道b分隔成连通的第一热交换空间b1和第二热交换空间b2，一方面有利于延长冷却液与内壳体2的接触时间，使得冷却液充分地与内壳体2进行热交换，吸收内壳体2的热量，另一方面有利于冷却液在冷却通道b内有序流动及时地将吸收的热量导出冷却通道b。

参考图2至图4，其中图3为图2中区域Ⅰ的放大图，图4为图2中区域Ⅱ的放大图。光学组件6包括：光阑61、输出端帽62、剥模器63以及挡光件64。光阑61、输出端帽62、剥模器63以及挡光件64依次装设在内壳体2内。

光阑61通过第一弹簧圈O1与内壳体2内的槽挤压固定，通过第二弹簧圈O2与镜头固定件3内的槽挤压固定，并且所述光阑61压持输出端帽62，防止所述输出端帽62晃动。在激光输出头输出激光的过程中，光阑61通过向外反射回返光，可以阻挡大部分的回返光进入输出端帽62。输出端帽62包括但不限于石英端帽。

输出端帽62的出光面镀有与输出的激光的波长相适应的增透膜。输出端帽62的有效通光区域直径Φ>2×L×NA÷n+d，L指的是输出端帽62的长度，NA指的是光纤的数值孔径，n指的是输出端帽62对应于输出的激光波长的折射率，d指的是光纤纤芯的直径。

剥模器63的激光输出端631的光纤与输出端帽62连接。剥模器63的激光输出端631的光纤与输出端帽62可以采用激光熔接或者放电熔接的方式连接。激光输出端631的光纤和激光输入端632的光纤各有一段进行了梯度腐蚀，梯度腐蚀的方式既可以是空间梯度腐蚀，也可以是时间梯度腐蚀，还可以是空间梯度腐蚀与时间梯度腐蚀相结合的腐蚀方式。可以理解，进行梯度腐蚀后的激光输出端631的光纤和激光输入端632的光纤既能够剥除回返光又能够剥除正向残余的泵浦光，并且使得剥模器63内整段光纤剥除出来的光均匀散射到内壳体2的内壁。

挡光件64上形成有挡光面641，挡光面641用于将剥模器63剥除出来的回返光和正向残余的泵浦光反射至内壳体2的内壁。挡光面641可以是平面也可以是球面。在本发明的实施例中，挡光面641为球面，因此可以增大挡光面641反射回返光和正向残余的泵浦光的面积，进而提高了挡光面641的损伤阈值。此外挡光面641为球面有利于将回返光和正向残余的泵浦光反射至内壳体2的内壁，使得扩散到挡光面641的回返光和正向残余的泵浦光能够较为充分的被内壳体2的内壁吸收。挡光件64形成有第一通孔，并且所述第一通孔内经过发黑处理，剥模器63的激光输入端632的光纤穿过所述第一通孔。

镜头固定件3的出光端31形成有光阑孔32，所述光阑孔32的周围形成有反光面321，所述反光面321用于反射回返光。光阑孔32的直径D＝3×NA×(L÷1.45+k)+d，NA指的是光纤的数值孔径，L指的是所述输出端帽62的长度，k指的是所述输出端帽62到所述光阑孔32的距离，d指的是光纤纤芯的直径。镜头固定件3的端部卡接在内壳体2上，并且镜头固定件3与内壳体2之间设置有第一密封胶圈33，有利于镜头固定件3与内壳体2之间形成密封，受热膨胀时产生缓冲。

光纤固定件4与挡光件64抵持并形成散光腔a。散光腔a用于扩散从挡光件64射向光纤固定件4的回返光和正向残余的泵浦光。具体的，挡光件64与光纤固定件4抵持的一端形成有锥形孔642，光纤固定件4与挡光件64抵持的一端形成有柱形孔42，锥形孔642与柱形孔42共同形成散光腔a。剥模器63的激光输入端632的光纤穿过挡光件64、散光腔a以及光纤固定件4。光纤固定件4形成有第二通孔，并且所述第二通孔内经过发黑处理，剥模器63的激光输入端632的光纤穿过所述第二通孔。激光输入端632的光纤的涂覆层在所述第二通孔内的分布位置应当尽可能远离散光腔a，使得发黑处理后的第二通孔能够充分吸收从散光腔a扩散出来的回返光和正向残余的泵浦光，进而保护激光输入端632的光纤的涂覆层。

激光输出头还包括光电探测器(未图示)，光纤固定件4上形成有与散光腔a连通的探测器安装孔41。光电探测器穿过探测器安装孔41进入到散光腔a。光电探测器用于探测回返光和正向残余的泵浦光。通过光电探测器探测得出回返光和正向残余的泵浦光的强度，以监测激光输出头输出的激光功率。

光学组件6还包括窗口片65，所述窗口片65装设在镜头固定件3内，用于避免外部的杂物进入到镜头固定件3内，有利于延长激光输出头的使用寿命。具体而言，窗口片65通过第一铁氟龙垫圈P1与镜头固定件3内装设第二弹簧圈O2的槽挤压固定，通过第二铁氟龙垫圈P2与镜头固定件3内另一条槽挤压固定。

激光输出头还包括温度感应器7，所述温度感应器7与激光器的控制模块连接。尾端固定件5上形成有感应器安装孔43，温度感应器7装设在感应器安装孔43内。在温度感应器7感应到尾端固定件5的温度超过设定的阈值时关闭激光器。具体的，在温度感应器7感应到尾端固定件5的温度超过设定的阈值时，激光器的控制模块关闭激光器。设置温度感应器7有利于避免激光输出头因温度过高而损坏。可以理解，温度感应器7包括但不限于热敏电阻。

如图3中所示意的，激光输出头还包括卡扣件8。卡扣件8卡扣在外壳体1外靠近镜头固定件3的一端。卡扣件8用于激光输出头的固定。

参考图2至图8，其中图5为本发明的一实施例中冷却液流经冷却通道b时的示意图，图6为本发明的一实施例中外壳体1的剖面图，图7为本发明的一实施例中内壳体2的立体图，图8为本发明的一实施例中内壳体2的剖面图。

在本发明的实施例中，如果第一孔道11作为冷却液流入冷却通道b的通道，则第二孔道12作为冷却液从冷却通道b流出的通道。如果第二孔道12作为冷却液流入冷却通道b的通道，则第一孔道11作为冷却液从冷却通道b流出的通道。以图5中带箭头的虚线示意的冷却液流向为例，冷却液从第二孔道12流入第二热交换空间b2，然后由第二热交换空间b2流入第一热交换空间b1，最后从第一孔道11流出。冷却液流经第二热交换空间b2和第一热交换空间b1时吸收并导出所述内壳体2的热量，起到冷却内壳体2的作用。第一孔道11和第二孔道12内形成有螺纹等用于连接的结构，便于所述第一孔道11和第二孔道12连接冷却液的传输管道。在本发明的实施例中，适用于所述激光输出头的冷却液包括但不限于冷却水。

如图6中所示意的，第一孔道11和第二孔道12对称分布，并且第一孔道11的轴线与第二孔道12的轴线的夹角θ小于180度。也即第一孔道11相对于第一热交换空间b1倾斜，第二孔道12相对于第二热交换空间b2倾斜。与第一孔道11垂直于第一热交换空间b1时相比，第一孔道11倾斜于第一热交换空间b1会使得冷却液在第一孔道11和第一热交换空间b1的结合处受到的阻力相对较小，有利于冷却液在第一热交换空间b1内流动，也有利于冷却液经由第一孔道11流出。同样与第二孔道12垂直于第二热交换空间b2时相比，第二孔道12倾斜于第二热交换空间b2也会使得冷却液在第二孔道12和第二热交换空间b2的结合处受到的阻力相对较小，有利于冷却液在第二热交换空间b2内流动，也有利于冷却液经由第二孔道12流出。

外壳体1内形成有前腔10、中腔20以及尾腔30，其中前腔10与中腔20连通，中腔20与尾腔30连通，第一孔道11和第二孔道12分别连通至所述中腔20。内壳体2装设在所述前腔10、中腔20以及尾腔30内。光纤固定件4和尾端固定件5组装在尾腔30内，并且尾端固定件5套设于光纤固定件4外。具体的，光纤固定件4上形成有第一环形凸台44，所述第一环形凸台44的直径小于尾腔30的直径，所述第一环形凸台44抵持内壳体2并对挡光件64限位。尾端固定件5形成有第二环形凸台51，所述第二环形凸台51抵持光纤固定件4。第一环形凸台44与外壳体1之间设置第二密封胶圈441，第二环形凸台51与外壳体1之间设置第三密封胶圈511，一方面有利于光纤固定件4和尾端固定件5与内壳体2之间形成密封，另一方面有利于防止光纤固定件4与内壳体2受热变形产生相对位置的变化，避免光纤固定件4与内壳体2的相对位置变化后拉断光纤。

如图7中所示意的，内壳体2的分隔结构21包括第一分隔条211和第二分隔条212，所述第一分隔条211和第二分隔条212凸出于内壳体2的外壁。内壳体2一端的外壁形成有第一密封结构22，内壳体2另一端的外壁形成有第二密封结构23。内壳体2中间部位的外壁形成有散热结构24，所述散热结构24用于扩大内壳体2与冷却液的接触面积，以提高冷却液与内壳体2之间的导热效率，增强对内壳体2的冷却效果。

第一密封结构22与第二密封结构23之间为内壳体2的冷却段25和通流段26，其中冷却段25与第二密封结构23相邻，通流段26与第一密封结构22相邻。冷却段25用于与外壳体1的中腔20形成第一热交换空间b1和第二热交换空间b2。通流段26用于连通第一热交换空间b1和第二热交换空间b2。冷却液流过冷却段25和通流段26时吸收并导出冷却段25和通流段26的热量。为了取得更好的冷却效果，剥模器63的主要剥模区对应内壳体2的冷却段25。

第一分隔条211和第二分隔条212分布于内壳体2的冷却段25，将所述冷却段25分割成两个部分，其中一个部分与外壳体1的中腔20形成第一热交换空间b1，而另一个部分与外壳体1的中腔20形成第二热交换空间b2。冷却段25形成有与第二密封结构23相接的环形阶213。第一分隔条211和第二分隔条212从所述环形阶213开始延伸，一直延伸到冷却段25与通流段26的交界处。

散热结构24分布于内壳体2的冷却段25。具体而言，散热结构24包括多条凸出于冷却段25的散热条241。由于外壳体1与内壳体2组装完成后，第一孔道11和第二孔道12的位置邻近环形阶213，因此多条散热条241不与环形阶213连接，有利于冷却液从所述第一孔道11或者第二孔道12流入或者流出。

每一条散热条241相对于冷却段25外壁的厚度小于或等于第一分隔条211或第二分隔条212相对于冷却段25外壁的厚度。散热条241的数量N、相邻两条散热条241之间的间距J、散热条241相对于冷却段25外壁的厚度H与第一孔道11和第二孔道12中任意一个的横截面面积S满足：J×H×N≥S。假定散热条241的长度为L，则散热结构24有效的散热面积α＝(J+2×H)×L×N。假定散热条241的宽度为z，在冷却段25的外周长W一定时，N＝W÷(J+z)。结合公式α＝(J+2×H)×L×N可知，如果要获得尽可能大的散热面积α，则需要尽可能增大散热条241相对于冷却段25外壁的厚度H，减小散热条241的宽度z和相邻两条散热条241之间的间距J。

第一密封结构22和冷却段25组装在外壳体1的中腔20内，第二密封结构23组装在外壳体1的尾腔30内。冷却液流经冷却通道b时吸收并导出冷却段25的热量。内壳体2的外壁、第一密封结构22、第二密封结构23以及外壳体1的内壁围合成冷却通道b。第一密封结构22与中腔20密封，第二密封结构23与尾腔30密封，起到密封冷却通道b的作用。

如图8中所示意的，在一种可能的实施方式中，内壳体2内形成有光阑安装腔100、端帽安装腔200以及剥模器安装腔300，所述光阑安装腔100与所述端帽安装腔200连通，所述剥模器安装腔300与所述端帽安装腔200连通。光阑安装腔100用于安装光阑61，端帽安装腔200用于安装输出端帽62，剥模器安装腔300用于安装剥模器63和挡光件64。端帽安装腔200与剥模器安装腔300之间形成光纤通道400，剥模器63中的光纤通过所述光纤通道400与输出端帽62连接。由于光纤通道400与剥模器63中的光纤的尺寸相适应，因此所述光纤通道400能够将大部分的回返光阻挡在端帽安装腔200内。

端帽安装腔200镀有反光层和/或经过抛光处理。具体而言，可以在端帽安装腔200电镀镍、金、银等具有高反射率的材料。例如，在端帽安装腔200电镀镍层打底，然后在镍层上电镀金层。一般而言，电镀的金层越厚，端帽安装腔200能够承受的激光损伤阈值就越大。当内壳体2由高熔点的金属材料制成时，也可以对端帽安装腔200进行抛光处理，使得端帽安装腔200的表面对激光具有较高的反射率。通过在端帽安装腔200镀上反光层和/或经过抛光处理，有利于增大端帽安装腔200能够承受的激光损伤阈值，起到保护激光输出头的作用。

剥模器安装腔300形成有反射结构，并且所述剥模器安装腔300经过发黑处理。剥模器安装腔300内的反射结构用于增加散射光在剥模器安装腔300内的反射次数，使得剥模器安装腔300能够充分吸收散射光的能量。由于剥模器安装腔300经过发黑处理，因此剥模器安装腔300能够将散射光的能量转换成热能，便于冷却通道b内的冷却液吸收。具体而言，剥模器安装腔300内的反射结构可以是形成于剥模器安装腔300内壁的凹槽或者螺纹。剥模器63的光纤剥模出来的正向残余的泵浦光以及在工作过程中产生的回返光在剥模器安装腔300内壁的凹槽或者螺纹间进行散射，在散射过程中剥模器安装腔300内壁将正向残余的泵浦光和回返光的光能转换成热能并传导至内壳体2的外壁，冷却通道b内的冷却液吸收内壳体2外壁的热量，使得内壳体2得到冷却。对剥模器安装腔300进行发黑处理包括但不限于镀镍。将剥模器安装腔300内的反射结构设置成凹槽或者螺纹，并对剥模器安装腔300进行发黑处理，有利于剥模器安装腔300充分吸收正向残余的泵浦光、回返光以及其余光纤的光能，有利于整体上降低激光输出头的温度。可以理解，剥模器安装腔300内的反射结构还可以是其他的构造，对剥模器安装腔300进行发黑处理还可以采用其他的工艺，因此如果只是简单的改变剥模器安装腔300内的反射结构，和/或采用其他的工艺对剥模器安装腔300进行发黑处理，都应当视为没有脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

参考图9和图10，其中图9为图5中区域Ⅲ的放大图，图10为图5中区域Ⅳ的放大图。

外壳体1的前腔10的直径小于中腔20的直径，因此前腔10与中腔20之间形成有第一台阶13。第一密封结构22包括第一轴环221，所述第一轴环221相对于通流段26的外壁凸起，并且所述第一轴环221装设于中腔20内。第一轴环221与第一台阶13之间设置有第四密封胶圈222，所述第一轴环221挤压所述第四密封胶圈222，使得所述第一轴环221与所述第四密封胶圈222之间紧密贴合，所述第四密封胶圈222与所述第一台阶13之间紧密贴合，有利于防止第一热交换空间b1和第二热交换空间b2内的冷却液从第一轴环221与第一台阶13之间流出。

外壳体1的中腔20的直径小于尾腔30的直径，因此中腔20与尾腔30之间形成有第二台阶14。第二密封结构23包括第二轴环231，所述第二轴环231相对于环形阶213的外壁凸起，并且所述第二轴环231装设于尾腔30内。第二轴环231与第二台阶14之间设置有第五密封胶圈232，所述第二轴环231挤压所述第五密封胶圈232，使得所述第二轴环231与所述第五密封胶圈232之间紧密贴合，所述第五密封胶圈232与所述第二台阶14之间紧密贴合，有利于防止第一热交换空间b1和第二热交换空间b2内的冷却液从第二轴环231与第二台阶14之间流出。

第一轴环221的外径与第一分隔条211或第二分隔条212的外径相等，也即第一轴环221的外壁到内壳体2的轴线的距离与第一分隔条211或第二分隔条212的外壁到内壳体2的轴线的距离相等。第一轴环221、第一分隔条211以及第二分隔条212的外壁形成有螺纹，外壳体1的中腔20也形成有螺纹。第一轴环221、第一分隔条211以及第二分隔条212旋进中腔20内，使得第一轴环221、第一分隔条211以及第二分隔条212的外壁的螺纹与中腔的螺纹咬合起到固定和密封作用，同时第一轴环221向第一台阶13挤压第四密封胶圈222，第二轴环231向第二台阶14挤压第五密封胶圈232，使得第四密封胶圈222和第五密封胶圈232产生变形起到密封的作用。外壳体1与内壳体2组装完成后，第一台阶13与第二台阶14之间的距离等于第一轴环221与第二轴环231之间的距离加上第四密封胶圈222和第五密封胶圈232变形后的厚度值。

通流段26的外径小于第一轴环221的外径和冷却段25的外径，使得通流段26与中腔20之间留有足够的空间供冷却液在第一热交换空间b1与第二热交换空间b2之间流动，并充分吸收通流段26的热量。通流段26整体向内壳体2的轴心线凹陷，并且与冷却段25和第一轴环221之间形成倒角，有利于减少冷却液流进和流出通流段26时受到的阻力，也有利于冷却通流段26内部的输出端帽62。

本发明实施例中的激光输出头相对于现有技术而言主要有以下的有益效果：

1.本发明实施例中的激光输出头通过光阑孔32周围的反光面321反射回返光，通过光纤通道400能够将回返光阻挡在端帽安装腔200内，因此阻挡了大部分回返光进入剥模器63内部，消除了大部分回返光对激光输出头的影响。

2.本发明实施例中的激光输出头通过挡光件64上的挡光面641将剥模器63剥除出来的回返光和正向残余的泵浦光反射至内壳体2的内壁，使得扩散到挡光面641的回返光和正向残余的泵浦光能够较为充分的被内壳体2的内壁吸收，进一步消除了回返光和正向残余的泵浦光对激光输出头的影响。

3.本发明实施例中的激光输出头通过在内壳体2与外壳体1之间形成冷却通道b，使得冷却液在冷却通道b内吸收激光输出头工作过程中产生的热量，通过与冷却通道b连通的第一孔道11和第二孔道12将冷却液导入冷却通道b并且将冷却液从所述冷却通道b导出，使得冷却液能够不断导出激光输出头工作过程中产生的热量，起到冷却激光输出头的作用。

4.本发明实施例中的激光输出头通过第一密封结构22与中腔20密封，通过第二密封结构23与尾腔30密封，避免了使用胶水来密封冷却通道b。

5.本发明实施例中激光输出头的剥模器安装腔300形成有反射结构，并且所述剥模器安装腔300经过发黑处理，有利于充分地将正向残余的泵浦光和回返光的光能转化成热能，提高了激光输出头的冷却效果。

6.本发明实施例中的激光输出头通过多条凸出于冷却段25的散热条241扩大了冷却段25与冷却液的接触面积，有利于冷却液快速吸收冷却段25的热量，并减少冷却激光输出头所需的时间。

7.本发明实施例中的激光输出头通过通流段26连通第一热交换空间b1和第二热交换空间b2，冷却液在通流段26的停留时间相对较长，并且所述通流段26内部为产热相对较多的输出端帽62的尾端，因此激光输出头的输出端帽62能够得到充分的冷却。

8.本发明实施例中的激光输出头只需将内壳体2旋进外壳体1的中腔20内即可完成内壳体2与外壳体1组装，具有装配过程简易、结构简单等优点。

本发明的一个或者多个实施例公开了一种激光器，所述激光器包括光路模块和电路模块。所述光路模块中包括上述任意一种激光输出头。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种激光输出头，其特征在于，包括：外壳体、内壳体、镜头固定件、光纤固定件、尾端固定件以及光学组件；所述内壳体装设在所述外壳体内，所述镜头固定件与所述外壳体和/或所述内壳体组装，所述光学组件装设在所述内壳体和所述镜头固定件内；所述光纤固定件和所述尾端固定件组装在所述外壳体内，用于紧固所述光学组件和所述内壳体；所述内壳体与所述外壳体之间形成冷却通道；所述外壳体形成有与所述冷却通道连通的第一孔道和第二孔道；

所述光学组件包括：光阑、剥模器和挡光件；所述光阑、剥模器和挡光件依次装设在所述内壳体内；所述挡光件上形成有挡光面，所述挡光面用于将所述剥模器剥除出来的回返光和正向残余的泵浦光反射至所述内壳体的内壁；

所述镜头固定件的出光端形成有光阑孔，所述光阑孔的周围形成有反光面，所述反光面用于反射回返光；

所述光纤固定件与所述挡光件抵持并形成散光腔，所述散光腔用于扩散从所述挡光件射向所述光纤固定件的回返光和正向残余的泵浦光，所述挡光件形成有第一通孔，所述光纤固定件形成有第二通孔，所述剥模器的激光输入端的光纤穿过所述挡光件的第一通孔、所述散光腔以及所述光纤固定件的第二通孔，所述第二通孔能够充分吸收从散光腔扩散出来的回返光和正向残余的泵浦光。

2.根据权利要求1所述的激光输出头，其特征在于，所述光学组件还包括：输出端帽；所述光阑、输出端帽、剥模器以及挡光件依次装设在所述内壳体内；所述剥模器的激光输出端的光纤与所述输出端帽连接。

3.根据权利要求2所述的激光输出头，其特征在于，所述挡光件与所述光纤固定件抵持的一端形成有锥形孔，所述光纤固定件与所述挡光件抵持的一端形成有柱形孔，所述锥形孔与所述柱形孔共同形成所述散光腔。

4.根据权利要求2所述的激光输出头，其特征在于，所述激光输出头还包括光电探测器，所述光纤固定件上形成有与所述散光腔连通的探测器安装孔，所述光电探测器穿过所述探测器安装孔进入到所述散光腔，所述光电探测器用于探测所述回返光和正向残余的泵浦光。

5.根据权利要求1所述的激光输出头，其特征在于，所述激光输出头还包括温度感应器，所述尾端固定件上形成有感应器安装孔，所述温度感应器装设在所述感应器安装孔内；在所述温度感应器感应到所述尾端固定件的温度超过设定的阈值时关闭激光器。

6.根据权利要求1所述的激光输出头，其特征在于，所述外壳体内形成有前腔、中腔以及尾腔，所述内壳体装设在所述外壳体的前腔、中腔以及尾腔内；所述第一孔道和所述第二孔道分别连通至所述中腔。

7.根据权利要求6所述的激光输出头，其特征在于，所述内壳体的外壁形成有分隔结构，所述分隔结构将所述冷却通道分隔成连通的第一热交换空间和第二热交换空间，其中所述第一热交换空间与所述第一孔道连通，所述第二热交换空间与所述第二孔道连通。

8.根据权利要求1所述的激光输出头，其特征在于，所述内壳体一端的外壁形成有第一密封结构，所述内壳体另一端的外壁形成有第二密封结构，所述内壳体的外壁、所述第一密封结构、所述第二密封结构以及所述外壳体的内壁围合成所述冷却通道。

9.一种激光器，包括光路模块和电路模块，其特征在于，所述光路模块包括权利要求1至8任意一项所述的激光输出头。

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