CN110676674A - 一种激光器系统内部光学镜片的固定方法及固定结构 - Google Patents

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张亦卓
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    • H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches

Abstract

本发明公开了一种激光器系统内部光学镜片的固定方法及固定结构，包括镜架和光学镜片，光学镜片安装在镜架上，镜架与光学镜片之间设置有焊盘，光学镜片与焊盘接触的位置设置有金属层，金属层表面具有打毛处理层，使得金属层与焊料在焊接过程中能够更大面积的接触，从而促使金属层与焊料的牢固度得到提升。由于本发明采用焊接的方式进行固定，能够确保相对于螺纹压紧的方式不会出现光学镜片松动的问题。焊料相对于现有技术采用的粘合剂不会挥发，从而能够确保密闭的激光腔体内的光学镜片表面、晶体表面等不会造成污染，保证激光性能，同时在操作过程中，不会出现因操作不当在光学镜片的通光面上附着粘合剂。

Description

一种激光器系统内部光学镜片的固定方法及固定结构
技术领域
本发明涉及一种光学镜片固定方法及结构，具体涉及一种激光器系统内部光学镜片的固定方法及固定结构。
背景技术
一般地，一套激光器系统内包含多种光学镜片，例如，腔镜、耦合透镜、反射镜等，目前通常采用胶粘，螺纹压紧等方式将各个光学镜片固定在金属镜架上。其中，胶粘的方式是在镜片的外边缘涂抹一层硅橡胶或紫外光敏胶等粘结剂将镜片与金属镜架粘接。进行该操作时，如果操作不当，容易将多于的粘合剂附着到镜片通光面，影响镜片的使用。此外，硅橡胶等粘合剂具有挥发性，会对密闭的激光腔体内的镜片表面、晶体表面等造成污染，严重影响激光性能；
螺纹压紧的方式是采用具有外螺纹的压圈压着镜片旋入加工有相匹配内螺纹的镜架，利用机械力进行固定。该方法同样存在较大的人为的因素影响，操作不当可能会损坏光学镜片，而且，安装完毕后，如果激光器长时间工作在振动环境下，容易发生压圈松动的情况，这样会导致腔镜失调，影响出光。
因此，本发明提供一种激光器系统内部光学镜片的固定方法及固定结构来解决上述问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种激光器系统内部光学镜片的固定方法及固定结构，以解决现有技术中激光器系统内部光学镜片固定在镜架上出现的粘合剂挥发污染镜片表面、操作过程中操作不当将多于的粘合剂附着到镜片通光面、压紧操作中操作不当导致光学镜片损坏和镜片容易发生松动的问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种激光器系统内部光学镜片的固定方法，包括以下步骤：
S1：在光学镜片的外边缘镀上金属层，并且在镜架与光学镜片相接触的位置上设置焊料作为焊盘；
S2：用调节卡具夹持住光学镜片；
S3：将光学镜片移动至焊盘上方，加热焊盘以升高焊盘的温度，待焊料处于熔化状态后，将光学镜片缓慢垂直下移，使光学镜片下端的金属层浸润到熔化的焊料中；
S4：继续维持焊料处于熔融状态，对光学镜片的俯仰角度进行调节，直至满足目标俯仰角度；
S5：当光路对准后，停止加热，静待焊料固化，然后调节卡具松开光学镜片，整个光学镜片固定过程完成。
优选的，步骤S1中对所述金属层进行打毛处理。
优选的，所述金属层的材质为金，所述焊料的材质为铟或铟锡合金。
优选的，步骤S1中采用高真空高真空物理气相沉积法将薄层状焊料沉积到镜架上。
优选的，步骤S3中升高焊盘温度的方法采用回流焊或者电阻焊。
优选的，步骤S5中，在静待焊料固化过程中，需要维持调节卡具对光学镜片的夹持，以确保焊料在固化过程发生形变不会使光学镜片发生移位或者倾斜。
优选的，步骤S1中，采用蒸发方式在光学镜片外边缘镀上金属层。
优选的，还包括精密多维调节架和指示光，所述调节卡具与所述精密多维调节架机械连接，在步骤S4中，利用精密多维调节架和指示光对光学镜片的俯仰角度进行多维度调节。
本发明另一方面提供了一种激光器系统内部光学镜片的固定结构，包括镜架和光学镜片，所述光学镜片安装在镜架上，所述镜架与光学镜片之间设置有焊盘，所述光学镜片与焊盘接触的位置设置有金属层。
优选的，所述金属层表面具有打毛处理层。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明采用在光学镜片的外边缘镀上金属层，并且在镜架与光学镜片相接触的位置上设置焊料作为焊盘，焊料相对于现有技术采用的粘合剂不会挥发，从而能够确保密闭的激光腔体内的光学镜片表面、晶体表面等不会造成污染，保证激光性能，同时在操作过程中，不会出现因操作不当在光学镜片的通光面上附着粘合剂。
(2)本发明中对光学镜片外边缘的金属层进行打毛处理，使得金属层与焊料在焊接过程中能够更大面积的接触增大摩擦力，从而促使金属层与焊料的牢固度得到提升，相对于现有技术中采用的螺纹压紧固定方式，本发明不存在人为的操作不当而导致光学镜片损坏；即便激光器长时间工作在震动环境下，由于本发明采用焊接的方式进行固定，能够确保相对于螺纹压紧的方式不会出现光学镜片松动的问题。
附图说明
图1为本发明激光器系统内部光学镜片的固定方法中光学镜片和镜架的结构示意图；
图2为本发明激光器系统内部光学镜片的固定方法的安装过程结构示意图；
图3为本发明激光器系统内部光学镜片的固定方法的安装关系示意图。
图中：1、调节卡具；2、光学镜片；3、金属层；4、焊盘；5、镜架；6、指示光。
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。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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。
如图1-3所示，本发明提供了一种激光器系统内部光学镜片的固定方法，具体包括以下步骤：
S1：在光学镜片2的外边缘镀上金属层3，并且在镜架5与光学镜片2相接触的位置上设置焊料作为焊盘4；
S2：用调节卡具1夹持住光学镜片2；
S3：将光学镜片2移动至焊盘4上方，加热焊盘4以升高焊盘4的温度，待焊料处于熔化状态后，将光学镜片2缓慢垂直下移，使光学镜片2下端的金属层3浸润到熔化的焊料中；
S4：继续维持焊料处于熔融状态，对光学镜片2的俯仰角度进行调节，直至满足目标俯仰角度；
S5：当光路对准后，停止加热，静待焊料固化，然后调节卡具1松开光学镜片2，整个光学镜片固定过程完成。
在上述实施例中，在光学镜片2的外边缘镀上金属层3，并在镜架5与光学镜片2想接触的位置上设置焊料作为焊盘4，该方法采用焊接的方式来进行光学镜片的固定。相对于采用粘合剂的方式，焊料不会挥发，可以确保激光腔体内的光学镜片表面、晶体表面等不会造成污染，在操作过程中，也不会出现因为操作不当而造成粘合剂附着在光学镜片的通光面上；焊接的方式也能够确保光学镜片在镜架上稳定固定，相对于用螺纹压紧的方式，焊接可以确保在固定过程中不会出现因人为操作不当而损坏光学镜片，同时当长时间工作在震动环境下时，也不会出现光学镜片的松动等情况。其中，当光学镜片2下端的金属层3触及到镜架5的上表面时，立即停止光学镜片2的下移；其中，加热焊盘4的方式可以采用对焊盘4进行通电的方式，或者采用其他加热方式，优选采用通电加热的方式。
具体地，在步骤S1中对金属层3进行打毛处理，打毛处理能够增加金属层表面的粗糙度，增加在焊接过程中金属层3与熔融焊料的接触面积，从而使光学镜片2更加牢固的固定在镜架5上。
具体地，金属层3的材质为金，焊料的材质为铟或铟锡合金。焊料的材质可以选择很多种低熔点的金属材料，优先选择铟或铟锡合金可以尽量减少焊接时的污染；同时，金属层3的材质也可以选择其他高熔点的金属材料，优先选择质地软的金可以更好地对金属层3表面进行打毛处理。
具体地，步骤S1中采用高真空物理气相沉积法将薄层状焊料沉积到镜架上，当然也可以选择采用其他的方式将薄层状焊料沉积到镜架上。
具体地，步骤S3中升高焊盘4温度的方法采用回流焊或者电阻焊。电阻焊的热源是电阻热，当电流流过导体的时候，导体将发热，温度升高。电阻焊是利用电阻热作为热源将元件局部加热，焊接时，不需要填充金属，通过对焊料进行优选，可以尽量减少焊接时的污染，电阻焊也可以减少对其他部位的加热，减少其他部位形变的产生。同时还可以采用高频电阻焊，利用高频电流在工件内产生的电阻热使工件焊接区表层加热到熔化或接近的塑性状态，高频电阻焊属于一种固相电阻焊方法。
具体地，步骤5的静待焊料固化过程中，需要维持调节卡具1对光学镜片2的夹持，以确保焊料在固化过程中会发生形变不会使光学镜片2发生移位或者倾斜，从而确保光学镜片的角度不会与预期角度产生偏差。
具体地，步骤S1中采用蒸发方式在光学镜片2外边缘镀上金属层，当然也可以选择采用其他的方式在光学镜片2外边缘镀上金属层。
具体地，还包括精密多维调节架和指示光6，调节卡具1与精密多维调节架机械连接，在步骤S4中，利用精密多维调节架和指示光6对光学镜片2的俯仰角度进行多维度调节，利用精密多维调节架可以更加方便的调节光学镜片2的角度。
本发明另一方面还提供了一种激光器系统内部光学镜片的固定结构，包括镜架5和光学镜片2，光学镜片2安装在镜架5上，镜架5与光学镜片2之间设置有焊盘4，光学镜片2与焊盘4的接触位置设置有金属层3。利用金属层3与焊盘4的焊接方式，可以牢固的将光学镜片2固定在镜架5上。
具体地，金属层3表面具有打毛处理层，该打毛处理层能够增加金属薄膜玻璃基体材料牢固度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光器系统内部光学镜片的固定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在光学镜片(2)的外边缘镀上金属层(3)，并且在镜架(5)与光学镜片(2)相接触的位置上设置焊料作为焊盘(4)；
S2：用调节卡具(1)夹持住光学镜片(2)；
S3：将光学镜片(2)移动至焊盘(4)上方，加热焊盘(4)以升高焊盘(4)的温度，待焊料处于熔化状态后，将光学镜片(2)缓慢垂直下移，使光学镜片(2)下端的金属层(3)浸润到熔化的焊料中；
S4：继续维持焊料处于熔融状态，对光学镜片(2)的俯仰角度进行调节，直至满足目标俯仰角度；
S5：当光路对准后，停止加热，静待焊料固化，然后调节卡具(1)松开光学镜片(2)，整个光学镜片固定过程完成。
2.如权利要求1所述的激光器系统内部光学镜片的固定方法，其特征在于：步骤S1中对所述金属层(3)进行打毛处理。
3.如权利要求1所述的激光器系统内部光学镜片的固定方法，其特征在于：所述金属层的材质为金，所述焊料的材质为铟或铟锡合金。
4.如权利要求1所述的激光器系统内部光学镜片的固定方法，其特征在于：步骤S1中采用高真空物理气相沉积法将薄层状焊料沉积到镜架上。
5.如权利要求1所述的激光器系统内部光学镜片的固定方法，其特征在于：步骤S3中升高焊盘(4)温度的方法采用回流焊或者电阻焊。
6.如权利要求1所述的激光器系统内部光学镜片的固定方法，其特征在于：步骤S5中,在静待焊料固化过程中，需要维持调节卡具(1)对光学镜片(2)的夹持，以确保焊料在固化过程发生形变不会使光学镜片(2)发生移位或者倾斜。
7.如权利要求1所述的激光器系统内部光学镜片的固定方法，其特征在于：步骤S1中，采用蒸发方式在光学镜片(2)外边缘镀上金属层。
8.如权利要求1所述的激光器系统内部光学镜片的固定方法，其特征在于：还包括精密多维调节架和指示光(6)，所述调节卡具(1)与所述精密多维调节架机械连接，在步骤S4中，利用精密多维调节架和指示光(6)对光学镜片(2)的俯仰角度进行多维度调节。
9.一种激光器系统内部光学镜片的固定结构，其特征在于：包括镜架(5)和光学镜片(2)，所述光学镜片(2)安装在镜架(5)上，所述镜架(5)与光学镜片(2)之间设置有焊盘(4)，所述光学镜片(2)与焊盘(4)接触的位置设置有金属层(3)。
10.如权利要求9所述的激光器系统内部光学镜片的固定结构，其特征在于：所述金属层(3)表面具有打毛处理层。
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