反射镜装置及光路系统
技术领域
本发明涉及激光加工设备技术领域,尤其涉及一种反射镜装置及光路系统。
背景技术
在利用布儒斯特角特性的薄膜分光片分光的应用场景里,为获得最优的消光比,薄膜分光片在水平面内的入射光束的入射角为布儒斯特角。因反射角等于入射角,故此,在入射光束的入射角确定后,反射光束的指向也将确定,无法再对其进行调节。
实际上,由于入射光束的指向误差、薄膜分光片安装及调节误差、光波长及分光片材料导致的布儒斯特角误差等误差,最终累积的误差会使S偏振反射光束在水平面内的角度指向误差较大。对应地,S偏振反射光的指向误差越大,光束入射到该反射镜的位置误差也就越大。然而,现有普通反射镜框对光束反射角的调节范围非常小,且其对应的反射镜片通常为圆形,但光束在反射镜片的投影一般为椭圆形,其中,该椭圆形的长轴方向为水平面方向,分光后的S偏振反射光束投射的第一个反射镜通常无法理想地覆盖光束的投影,容易出现显著的衍射效应,最终导致达到加工工件上的光束质量严重下降。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种反射镜装置及光路系统,用于解决现有技术中反射镜框无法对入射光束的反射角进行调节的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:提供一种反射镜装置,该反射镜装置包括反射镜片和反射镜框;
所述反射镜框包括:
底座,所述底座设有连接面;
固定板,所述固定板竖向设置于所述底座的所述连接面上;
调节板,所述调节板包括板主体和安装结构,其中,所述板主体设置于所述底座的所述连接面上,所述板主体与所述固定板平行且与所述固定板之间具有间隙;所述板主体具有挠性且设有背向所述固定板的安装面;所述安装面在远离所述固定板的方向上凸设有所述安装结构;所述安装结构与所述安装面之间形成有容置空间,所述容置空间内安装限位有所述反射镜片;以及,
调节组件,所述调节组件包括第一调节件和第二调节件,其中,所述第一调节件在所述固定板的远离所述调节板的一侧顺次连接所述固定板和所述调节板,所述第一调节件能通过调小所述调节板与所述固定板之间的所述间隙以使所述调节板往所述固定板倾斜;所述第二调节件在所述板主体的远离所述固定板的一侧顺次连接所述调节板和所述固定板,所述第二调节件能通过抵顶所述固定板使所述调节板朝远离所述固定板的方向倾斜。
在一个实施例中,所述反射镜装置还包括固定弹片,所述固定弹片安装于所述反射镜框上且位于所述反射镜片的上方,所述固定弹片用于将所述反射镜片固定在所述板主体上。
在一个实施例中,所述固定弹片包括依次首尾相接的第一片段、第二片段和第三片段,所述第一片段和所述第三片段分别位于所述第二片段相对的两侧上,且所述第一片段和所述第三片段背向设置;
所述板主体开设有避让孔,所述第一片段能穿过所述避让孔伸至所述间隙内;
所述第一调节件顺次连接所述固定板、所述第一片段和所述调节板,所述第二调节件顺次连接所述调节板、所述第一片段和所述固定板;
所述第三片段位于所述反射镜片的远离所述安装面一侧的外侧,用于将所述反射镜片抵挡在所述容置空间内。
在一个实施例中,所述第二片段平行于所述底座,所述第二片段的靠近所述反射镜片的一面为抵接面,所述第二片段的所述抵接面抵接于所述反射镜片的顶端。
在一个实施例中,所述第一片段上开设有至少一个第一调节孔和至少一个第二调节孔,所述固定板上开设有至少一个第三调节孔和至少一个第四调节孔,所述第一调节件顺次螺纹连接于对应的所述第三调节孔和所述第一调节孔,所述第二调节件顺次螺纹连接于对应的所述第二调节孔和所述第四调节孔。
在一个实施例中,所述安装结构包括凸台,所述凸台由所述板主体在所述安装面上往远离所述固定板的方向突伸而出;于所述凸台的顶面上,所述凸台的两端分别凸设有支撑台,各所述支撑台设有精加工的支撑面,各所述支撑面位于同一平面上以用于支撑所述反射镜片。
在一个实施例中,所述安装结构还包括用于限制所述反射镜片往外移动的第一限位台和第二限位台,所述第一限位台由所述凸台在远离所述板主体的所述安装面的一端上凸伸而出,所述第二限位台由所述凸台在与所述板主体邻接的一端上凸伸而出;所述第一限位台和所述第二限位台位于对应所述支撑台的外侧;
所述调节板的所述安装面、所述凸台的所述支撑台及与所述支撑台对应的所述第一限位台和所述第二限位台之间形成所述容置空间。
在一个实施例中,于靠近所述板主体的所述安装面的一侧,所述凸台的顶面上开设有用以使所述反射镜片能垂直抵靠在所述安装面、呈条状的凹槽。
在一个实施例中,所述反射镜装置还包括定位件,在靠近所述调节板的一侧,所述底座上开设有定位孔,所述定位件插接于所述定位孔内,所述反射镜框能以所述定位孔为中心旋转,所述定位孔的中心线与所述反射镜片的镜面重合。
本发明还提供了一种光路系统,该光路系统包括上述的反射镜装置。
实施本发明实施例提供的反射镜装置及光路系统,将具有如下有益效果:
该反射镜装置通过在底座的连接面上设置相互平行且具有间隙的固定板和调节板,其中,调节板包括板主体和从板主体的安装面上凸设而出的安装结构,安装结构与安装面之间形成有容置空间,反射镜片安装限位于容置空间内;另外,第一调节件在固定板的远离调节板的一侧顺次连接固定板和调节板,第二调节件在板主体的远离固定板的一侧顺次连接调节板和固定板,因调节板具有挠性,这样,松开第二调节件,通过旋紧第一调节件来调小调节板与固定板之间的间隙,以使调节板后仰,对应地,松开第一调节件,通过旋转第二调节件使其抵顶固定板,以反向使调节板前倾,以此通过反射镜框的挠性结构,实现对光束在竖直方向上的反射角的调节,使得光路系统中的对应光束在反射镜装置中能按照预期的指向反射出来,总体结构简单可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中:
图1为本发明一个实施例中反射镜装置的立体结构示意图;
图2为图1中反射镜装置的主视图;
图3为图1中反射镜装置的侧视图;
图4为图1中反射镜装置的后视图;
图5为图1中反射镜装置的俯视图;
图6为图1中反射镜片的固定弹片的立体结构示意图;
图7为本发明一个实施例中反射镜框某一视角上的立体结构示意图;
图8为本发明一个实施例中反射镜框另一视角上的立体结构示意图;
图9为本发明一个实施例中反射镜框又一视角上的立体结构示意图;
图10为图1中反射镜框的主视图;
图11为图1中反射镜框的侧视图;
图12为图1中反射镜框的后视图;
图13为本发明一个实施例中光路系统的平面结构示意图。
附图中的标记如下:
1、反射镜装置;10、反射镜片;20、反射镜框;2、光路系统;3、入射光束;4、分光片;5、偏振输出光束;6、光路安装板;7、偏振反射光束;
100、底座;110、连接面;120、定位孔;130、腰形孔;
200、固定板;210、第三调节孔;220、第四调节孔;
300、调节板;310、板主体;311、安装面;312、避让孔;320、安装结构;321、凸台;322、支撑台;3221、支撑面;323、第一限位台;324、第二限位台;325、凹槽;330、容置空间;340、板沿;350;紧定螺钉;360、螺孔;
400、间隙;
500、调节组件;510、第一调节件/调节螺钉;520、第二调节件/调节顶丝;
600、固定弹片;610、第一片段;611、第一调节孔;612、第二调节孔;620、第二片段;621、抵接面;630、第三片段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需说明的是,当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设于”或“连接于”另一个元件上,它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如,当一个元件被称为“连接于”另一个元件上,它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置,仅是便于描述,不能理解为对本技术方案的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅为便于描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。总之,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以下结合附图1至图12对本发明提供的一种反射镜装置的实现进行详细地描述。
如图1至图3所示,该反射镜装置1包括反射镜片10和反射镜框20,其中,在本实施例中,为在水平面内实现大范围的反射角调节,该反射镜片10可以采用水平方向为长轴的椭圆形镜片,具体地,椭圆形反射镜片10的长轴和短轴的长度接近1/cos
这样,该椭圆形镜片可以在入射光束3以角度
入射,投影光斑为椭圆,以及该椭圆的短轴长与入射光束3直径相等,长轴长为入射光束3直径的1/cos
的情况下,既可以满足衍射条件,还可以比传统的圆形反射镜片10的尺寸更小。或者,考虑到成本及安装的便捷性等,该反射镜片10还可以采用长宽比大于1/cos
的长方形反射镜片10,以此可以兼容较大的入射光偏心误差。
在本实施例中,再如图1至图3所示,反射镜框20包括底座100、固定板200、调节板300和调节组件500。底座100设有连接面110,调节板300包括板主体310和安装结构320,其中,固定板200竖向设置于底座100的连接面110上,对应地,板主体310也设置于底座100的连接面110上,且板主体310平行于固定板200,并与固定板200之间具有间隙400。另外,板主体310设有背向固定板200的安装面311,该安装面311在远离固定板200的方向上凸设有上述的安装结构320,其中,安装结构320与安装面311之间形成有容置空间330,且该容置空间330内安装限位有反射镜片10。
具体在本实施例中,固定板200的尺寸相比板主体310的尺寸较厚,板主体310具有挠性。可以理解地,整个角度调节过程中固定板200固定不动,主要依靠板主体310相对于固定板200前倾或后仰,以带动反射镜片10在竖直平面内的角度发生偏转,从而实现竖直方向的光束指向的调节,也即实现竖直方向的反射角度的调节。
在本实施例中,如图1、图3至图5所示,调节组件500包括第一调节件510和第二调节件520,其中,第一调节件510在固定板200的远离调节板300的一侧(如图1中的左侧)顺次连接固定板200和调节板300,第一调节件510能通过调小调节板300与固定板200之间的间隙400以使调节板300往固定板200倾斜,可以理解地,该第一调节件510主要用以使调节板300相对于固定板200后仰。对应地,第二调节件520在板主体310的远离固定板200的一侧(如图1中右侧)顺次连接调节板300和固定板200,第二调节件520能通过抵顶固定板200使调节板300朝远离固定板200的方向倾斜,可以理解地,该第二调节件520主要用以使调节板300相对于固定板200前倾。
具体在本实施例中,第一调节件510可以为调剂螺钉510,第二调节件520可以为调节顶丝520。其中,在将反射后的光束在竖直方向上调节往上指向时,可以先松开调节顶丝520,再旋转调剂螺钉510,从而通过调剂螺钉510拉住调节板300使调节板300向后弯,从而使反射镜片10的表面朝上,最终实现光束往上传播;对应地,在将反射后的光束在竖直方向上调节往下指向时,可以先松开调剂螺钉510,再旋转调节顶丝520,从而通过调节顶丝520抵顶固定板200,以反向使调节板300被顶向前弯而使反射镜片10的表面朝下,最终实现光束往下传播。
不仅如此,在本实施例中,为实现水平面上的角度调节,反射镜装置1还包括定位件(图未示)。如图5、图7和图8所示,在靠近调节板300的一侧,底座100上开设有定位孔120,定位件插接于定位孔120内,这样,反射镜框20能以定位孔120为中心旋转,由此显然,该反射镜装置1的旋转角度范围较大。与此同时,定位孔120的中心线与反射镜片10的镜面重合,这样,反射镜框20以定位孔120为中心旋转时,镜片的中心位置不变,而主要是改变光束的指向,故此,利于降低反射角度的调节难度。
具体在本实施例中,定位件优选为具有高尺寸精度的圆柱销钉。另外,如图1、图5和图9所示,底座100上开设有两个腰形孔130,其中,该两个腰形孔130可以为椭圆形腰孔,且该两个腰形孔130以定位孔120的中心为共同的中心,这样,当反射镜框20以定位孔120为中心旋转后,可以先用圆柱销钉将底座100定好位,然后用螺钉锁紧至少一个腰形孔130,以此将镜框锁紧,从而实现水平面内大范围的角度调节,以及确保旋转角度的准确性和稳定性。
由上可知,总体上,该反射镜装置1相比普通的反射镜,具有更大的调节角度及更小的镜片尺寸,或者可以说,该反射镜装置1属于一种挠性的能在竖直方向微调节反射角和/或在水平面方向上大范围调节反射角的反射镜装置1。也可以理解地,该反射镜装置的反射镜框具有二维角度的调节功能,具体地,对于水平面内的反射角度可以具备大范围的角度调节功能,实现宽反射角度调节,对于竖直方向上的反射角度,可以采用挠性结构实现微角度调节。
在一个实施例中,如图1至图3所示,为将反射镜片10固定安装到反射镜框20的板主体310上,并确保反射镜片10安装的稳固性,反射镜装置1还包括固定弹片600,其中,固定弹片600安装于反射镜框20上且位于反射镜片10的上方。具体在本实施例中,板主体310的顶端向远离固定板200的一侧凸设有板沿340,其中,该板沿340在反射镜片10的上方可以盖住反射镜片10。如图1、图7和图8所示,为确保反射镜片10能稳固地安装在容置空间330内,板沿340在板主体310的高度方向上开设有螺孔360,螺孔360内可以螺纹连接有紧定螺钉350或者其他合适的固定件,这样,通过旋紧紧定螺钉350,使紧定螺钉350从固定弹片600的上方施力于固定弹片600,从而可以使使固定弹片600从反射镜片10的上方压紧反射镜片10。
在一个实施例中,如图1至图3、图6所示,固定弹片600包括依次首尾相接的第一片段610、第二片段620和第三片段630,第一片段610和第三片段630分别位于第二片段620相对的两侧上,且第一片段610和第三片段630背向设置,具体地,例如第一片段610由第二片段620的一端朝上延伸,第三片段630由第二片段620的另一端朝下延伸。
在本实施例中,为提高反射镜片10的安装稳固性,以及方便通过调节反射镜片10来调节反射角,如图8至图10所示,板主体310开设有避让孔312。如图3所示,固定弹片600的第一片段610能穿过避让孔312伸至间隙400内。其中,如图1至图4所示,第一调节件510(具体为调剂螺钉)顺次连接固定板200、第一片段610和调节板300,第二调节件520(具体为调节顶丝)顺次连接调节板300、第一片段610和固定板200。再如图1至图3所示,为方便将反射镜片10抵挡在容置空间330内,第三片段630位于反射镜片10的远离安装面311一侧的外侧,以挡住反射镜片10,以防反射镜片10相对于板主体310发生前倾。
可以理解地,在本实施例中,当松开调剂螺钉510,旋转调节顶丝520以反向使调节板300被顶而向前弯曲带着反射镜片10的表面朝下时,固定弹片600即可带动反射镜片10与板主体310同步前倾,且第三片段630即可有效地防止反射镜片10向外滑动而脱离容置空间330;对应地,当松开调节顶丝520,旋紧调剂螺钉510以拉动板主体310后仰时,该固定弹片600可以有效地确保反射镜片10和板主体310同步后仰。具体在本实施例中,第一片段610平行于板主体310并贴近板主体310的与安装面311相对的一面上,且第一片段610由第二片段620的一端向上弯折延伸而成,第三片段630由第二片段620的另一端向下弯折延伸而成。
在一个实施例中,如图3和图6所示,固定弹片600的第二片段620平行于底座100,为方便说明,将第二片段620的靠近反射镜片10的一面(即为底面)称为抵接面621,第二片段620的抵接面621抵接于反射镜片10的顶端,这样,固定弹片600与矩形反射镜片10将具有较大的接触面积,以此反射镜片10受到来自安装调节顶丝520的压力可以比较均匀,利于在调节反射角时,减少调节顶丝520和调剂螺钉510对反射镜片10面形的影响。
在一个实施例中,如图6至图8所示,为方便连接,第一片段610上开设有至少一个第一调节孔611和至少一个第二调节孔612,对应地,如图12所示,固定板200上开设有至少一个第三调节孔210和至少一个第四调节孔220。其中,如图1、图3至图5所示,第一调节件510顺次螺纹连接于对应的第三调节孔210和第一调节孔611,对应地,第二调节件520顺次螺纹连接于对应的第二调节孔612和第四调节孔220,以此通过第一调节件510将固定板200、固定弹片600和调节板300连接在一起,从而实现反射镜片10在竖直方向上的角度调节。
在一个实施例中,为实现反射镜片10的安装,如图1至图3、图7及图8所示,安装结构320包括凸台321,其中,凸台321由板主体310在安装面311上往远离固定板200的方向突伸而出。具体如图7和图8所示,于凸台321的顶面上,凸台321的两端分别凸设有支撑台322,为方便支撑反射反射镜片10,各支撑台322设有精加工的支撑面3221,其中,各支撑面3221位于同一平面上,也即各支撑面3221等高。可以理解地,反射镜片10的下表面只与各支撑台322的支撑面3221接触,以此确保反射镜片10安装位置精度。
在本实施例中,如图1、图7和图8所示,为限制反射镜片10往外移动,安装结构320还包括第一限位台323和第二限位台324,其中,第一限位台323由凸台321在远离板主体310的安装面311的一端(具体为前端)上凸伸而出,第二限位台324由凸台321在与板主体310邻接的一端(具体为左端和/或右端)上凸伸而出,且第一限位台323和第二限位台324位于对应支撑台322的外侧。可以理解地,再如图1、图7和图8所示,调节板300的安装面311、凸台321的支撑台322及与支撑台322对应的第一限位台323和第二限位台324之间形成容置空间330,显然,反射镜片10置放在两支撑台322上,通过第一限位台323可以确保反射镜片10不向前移动,通过第二限位台324可以确保反射镜片10不向左或向右移动,总之,通过第一限位台323和第二限位台324可以使反射镜片10在安装后无法再向外移动。
在本实施例中,如图3、图7和图11所示,于靠近板主体310的安装面311的一侧,凸台321的顶面上开设有呈条状的凹槽325,这样,即可使反射镜片10能垂直抵靠在板主体310的安装面311上。
由上可知,该反射镜装置1的结构简单可靠,不仅可以在竖直方向上进行较大范围的反射角度调节,还可以在水平面方向上进行较大范围的角度调节,且调节操作简单快捷,较精准。
本发明还提供一种光路系统2,如图13所示,该光路系统2包括上述的反射镜装置1。实际上,该光路系统2通常还包括分光片4和光路安装板6,其中,分光片4和上述的反射镜装置1均安装在光路安装板6上,例如,当入射光束3(例如为全固态的超快激光器输出的线偏振线光束)入射到分光片4后,一部分经分光片4反射后变为偏振反射光束7以布儒斯特角入射到上述反射镜装置1的反射镜片10上,一部分经分光片4透射后为偏振输出光束5,偏振反射光束7经上述反射镜装置1调节角度后,可以按照预期的指向反射出来。另外,上述反射镜装置1中的反射镜片10可以完全覆盖偏振反射光束7的投影,避免出现衍射效应,利于保证加工工件上的光束质量。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。