CN111796380A - 一种光栅角度的调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光栅角度的调节装置，其包括固定座，固定座背离支撑面的一侧形成凹槽，凹槽形成一个第一弧面。固定座在背离支撑面的一侧开设一个第一安装孔。调节座具有一个第二弧面以及一个背离第二弧面的安装面。第二弧面与第一弧面的弧度对应。第二弧面能够沿第一弧面的弧长方向贴合滑动。调节座在背离安装面的一侧开设一个第二安装孔。第一磁性件设置于固定座的第一安装孔。第二磁性件设置于调节座的第二安装孔，第二磁性件与第一磁性件对应吸合。光栅夹持组件与调节座的安装面连接，调节座能够带动光栅夹持组件沿第一弧面的弧长方向由初始位置滑动至目标位置。稳定地调节光栅夹持组件中体光栅的俯仰角度。

Description

一种光栅角度的调节装置

技术领域

本发明涉及激光加工设备领域，具体为一种光栅角度的调节装置。

背景技术

体布拉格光栅(Volume Bragg Grating，简称VBG)是一种新型的光栅元件，它是在光敏玻璃(Photo-Thermo-Refractive，简称PTR)的基础上，通过紫外光的热加工作用，引起具有一些特殊成分的光敏玻璃(PTR)的折射率的永久性改变，从而在光敏玻璃内部形成按一定规律的内部折射率分布。

啁啾体布拉格光栅(CBG)简称体光栅，是一种特殊的反射型体布拉格光栅，在光束传播方向上周期会逐渐发生变化，这种特点会使体光栅内全息刻录的不同平面的不同波长得到反射。当光从一个方向入射时，激光脉冲将在时间上进行展宽；当光沿相反方向传播时，激光脉冲将在时间上被压缩。体光栅产品专为飞秒及皮秒脉冲展宽和压缩而设计，是第一款可商业用于飞秒激光脉冲的展宽和压缩的光栅产品。

为达到体光栅最佳工作效率和满足激光光路设计要求，需要调整体光栅的反射面与入射光夹角，如何稳定地调节体光栅的反射面角度是亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够稳定地调节体光栅反射面角度的调节装置。

为了实现上述目的，采用的技术方案为：一种光栅角度的调节装置，其包括：一个固定座，其安装于一个支撑面，固定座背离支撑面的一侧形成凹槽，凹槽形成一个第一弧面，第一弧面具有一个弧长方向和一个垂直于弧长方向的宽度方向。固定座在背离支撑面的一侧开设一个第一安装孔。

一个调节座，其具有一个第二弧面以及一个背离第二弧面的安装面。第二弧面与第一弧面的弧度对应。第二弧面能够沿第一弧面的弧长方向贴合滑动。调节座在背离安装面的一侧开设一个第二安装孔。

一个第一磁性件，其设置于固定座的第一安装孔。一个第二磁性件，其设置于调节座的第二安装孔，第二磁性件与第一磁性件对应吸合。

一个光栅夹持组件，其与调节座的安装面连接，调节座能够带动光栅夹持组件沿第一弧面的弧长方向M由初始位置滑动至目标位置。

进一步地，光栅角度的调节装置，还包括：一个底板，其具有一个支撑面，底板开设螺孔，底板为磁性材质。

固定座的外周设置有至少两个弧形孔。固定座的弧形孔与底板的螺孔通过螺钉对应连接。至少两个弧形孔的延伸线位于同一圆上且该圆所在面平行于支撑面。弧形孔形成的转动中心位于体光栅中部位置。固定座上的第一磁性件与底板对应吸合。

进一步地，凹槽两槽壁的顶面为第一弧面。第二弧面的中部有远离第二弧面延伸形成的凸块，第二弧面和第一弧面为圆弧面。第二弧面与第一弧面贴合且凸块位于凹槽中。凸块宽度方向上的尺寸与凹槽的槽宽对应以限定第二弧面沿弧长方向M滑动。

进一步地，第一弧面上开设连接孔。第二弧面开设与连接孔对应的条形孔，条形孔与连接孔通过锁紧螺钉对应连接。条形孔的延伸方向平行于第一弧面的弧长方向M。

进一步地，光栅角度的调节装置还包括：一个垫片，其具有一个弧面及一个背离弧面的平面。垫片的弧面与第一弧面对应贴合。垫片开设通孔。

锁紧螺钉的螺杆穿过垫片的通孔及条形孔与连接孔连接。锁紧螺钉的螺头抵靠在垫片的平面上。锁紧螺钉的轴向与第一弧面的法线方向重合。

进一步地，光栅夹持组件包括：一个夹持座，其具有一个底面及背离底面的顶面，底面连接于调节座的安装面。底座形成一个贯穿顶面的第一凹部。

一个体光栅，其设置于第一凹部中。一个夹持盖，其形成一个贯穿底面的第二凹部。上盖与夹持座的顶面连接。第二凹部的延伸方向平行于第一凹部的延伸方向，第二凹部与第一凹部的槽口对应，第二凹部与第一凹部围成的区域夹持体光栅。

进一步地，底座和上盖均为紫铜材质。体光栅的外周面包覆铟箔，铟箔与第一凹部和第二凹部的槽壁面紧贴。

进一步地，底座自第一凹部的槽端面开设第一、二水道，第一、二水道分别位于第一凹部的两侧，第一、二水道的延伸方向平行于第一凹部的延伸方向。

底座还开设垂直于第一凹部延伸方向的第三水道，第三水道连通第一、二水道。第一、二水道分别与进水管和出水管连通，第三水道的开口通过堵头封堵。

进一步地，底座的顶面和上盖的底面均对应开设两个定位孔。底座上的两个定位孔分别位于第一凹部两侧。底座上的两个定位孔中分别设置一个定位销，上盖的两个定位孔置于定位销上，以使第二凹部与第一凹部的槽口对应。

进一步地，第一磁性件为环状的磁性材质，第二磁性件为环状的铁材质。底板为铁材质。

与现有技术相比，本发明的技术效果为：操作人员推动所述调节座，由于操作人员作用在调节座上的力难以控制，造成操作人员难以稳定地调节体光栅的角度的，也就是调节座沿第一弧面滑动的距离难以控制。因此，调节座在磁力的作用下压设在固定座的第一弧面上。操作人员推动调节座能够稳定地调节光栅夹持组件中体光栅的俯仰角度。

其次，由于调节座是位于第一弧面上的，光栅夹持组件中体光栅调节完成后，会出现调节座和光栅夹持组件在调节后重心上升的情况，造成调节座和光栅夹持组件沿着第一弧面的弧长方向回退。因此，本发明中固定座在磁力的作用下压设在固定座的第一弧面上，以提高固定座和光栅夹持组件回退时的摩擦阻力，进而确保光栅夹持组件中体光栅的俯仰角度能够稳定且方便地调节。

附图说明

图1为本发明中除去光栅夹持组件的爆炸图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明中除去光栅夹持组件的俯视图；

图4为本发明中光栅夹持组件的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。

如图1和2所示，本发明提供一种光栅角度的调节装置，其包括：一个固定座10，其安装于一个支撑面81，固定座10背离支撑面81的一侧形成凹槽11，凹槽11形成一个第一弧面12，第一弧面12具有一个弧长方向M和一个垂直于弧长方向M的宽度方向N。固定座10在背离支撑面81的一侧开设一个第一安装孔13。

一个调节座20，其具有一个第二弧面21以及一个背离第二弧面21的安装面22。第二弧面21与第一弧面12的弧度对应。第二弧面21能够沿第一弧面12的弧长方向M贴合滑动。调节座20在背离安装面22的一侧开设一个第二安装孔23。

一个第一磁性件60，其设置于固定座10的第一安装孔13。

一个第二磁性件70，其设置于调节座20的第二安装孔23，第二磁性件70与第一磁性件60对应吸合。

一个光栅夹持组件，其与调节座20的安装面22连接，调节座20能够带动光栅夹持组件沿第一弧面12的弧长方向M由初始位置滑动至目标位置。

本发明中通过在固定座10和调节座上20分别设置第一弧面12和第二弧面21，第一弧面12和第二弧面21能够贴合，也就是第一弧面12和第二弧面21的弧度相同。这样调节座20带动光栅夹持组件能够沿固定座10的第一弧面12的弧长方向M贴合滑动，能够实现光栅夹持组件中体光栅俯仰角的调节。

固定座10的第一安装孔13中设置第一磁性件60，以及在调节座20的第二安装孔23中设置第二磁性件70，第一磁性件60与第二磁性件70对应吸合。调节座20在磁力的作用下压设在固定座10的第一弧面12上，也就是调节座20在第一弧面12上滑动的摩擦阻力增加。

首先，操作人员推动所述调节座20，由于操作人员作用在调节座10上的力难以控制，造成操作人员难以稳定地调节体光栅的角度的，也就是调节座20沿第一弧面12滑动的距离难以控制。因此，调节座20在磁力的作用下压设在固定座10的第一弧面12上。操作人员推动调节座20能够稳定地调节光栅夹持组件中体光栅的俯仰角度。

其次，由于调节座20是位于第一弧面12上的，光栅夹持组件中体光栅调节完成后，会出现调节座20和光栅夹持组件在调节后重心上升的情况，造成调节座20和光栅夹持组件沿着第一弧面12的弧长方向M回退。因此，本发明中固定座10在磁力的作用下压设在固定座10的第一弧面12上，以提高固定座10和光栅夹持组件回退时的摩擦阻力，进而确保光栅夹持组件中体光栅的俯仰角度能够稳定且方便地调节。

本发明中光栅角度的调节装置还包括：一个底板80，其具有一个支撑面81，底板80开设螺孔，底板80为磁性材质。

如图3所示，固定座10的外周设置有至少两个弧形孔14。固定座10的弧形孔14与底板80的螺孔通过螺钉对应连接。至少两个弧形孔14的延伸线位于同一圆(圆为图3中虚拟的点划线)上且该圆所在面平行于支撑面81。

弧形孔14形成的转动中心位于体光栅40中部位置。操作人员通过旋转固定座10实现体光栅40的偏摆的调节，弧形孔14能够限制固定座21的偏摆角度。

固定座10上的第一磁性件60与底板80对应吸合。也就是固定座10作用在底板80上的作用力增加，操作人员旋转固定座10的摩擦阻力增加，能够稳定地调节固定座10的回摆。

具体地，凹槽11两槽壁的顶面为第一弧面12。第二弧面21的中部有远离第二弧面21延伸形成的凸块24，第二弧面21和第一弧面12为圆弧面。第二弧面21与第一弧面12贴合且凸块24位于凹槽11中。

凸块24宽度方向N上的尺寸与凹槽11的槽宽对应以限定第二弧面21沿弧长方向M滑动。避免调节座20沿其它维度移动，进一步保证调节座20的第二弧面21沿第一弧面12的弧长方向M滑动。

第一弧面12上开设连接孔15。第二弧面21开设与连接孔15对应的条形孔25，条形孔25与连接孔15通过锁紧螺钉16对应连接。条形孔25的延伸方向平行于第一弧面12的弧长方向M。

操作人员调节体光栅俯仰角时，旋松锁紧螺钉16，操作人员推动调节座20以调整体光栅40的俯仰角度，完成调节后，旋紧锁紧螺钉16即可，条形孔25限定调节座20的俯仰角度的调节范围，提高调节体光栅俯仰角度的稳定性。

本发明中光栅角度的调节装置还包括：一个垫片17，其具有一个弧面及一个背离弧面的平面。垫片17的弧面与第一弧面12对应贴合。垫片17开设通孔。

锁紧螺钉16的螺杆穿过垫片17的通孔及条形孔25与连接孔15连接。锁紧螺钉16的螺头抵靠在垫片17的平面上。锁紧螺钉16的轴向与第一弧面12的法线方向重合。确保锁紧螺钉16能够稳定地将调节座20固定在固定座10上。

如图4所示，光栅夹持组件30包括：一个夹持座30，其具有一个底面及背离底面的顶面31，底面连接于调节座20的安装面22。底座30形成一个贯穿顶面31的第一凹部32。

一个体光栅40，其设置于第一凹部32中。一个夹持盖50，其形成一个贯穿底面的第二凹部51。夹持盖50与夹持座30的顶面31连接。第二凹部51的延伸方向平行于第一凹部32的延伸方向，第二凹部51与第一凹部32的槽口对应，第二凹部51与第一凹部32围成的区域夹持体光栅40。

操作人员直接将体光栅40放置于第一凹部32的槽口中，将夹持盖50的第二凹部51与第一凹部32槽口对应扣合，第二凹部51与第一凹部32围成的区域夹持体光栅40，确保所述体光栅40稳妥固定。

本发明中底座30和夹持盖50均为紫铜材质。体光栅40的外周面包覆铟箔41，铟箔41与第一凹部32和第二凹部51的槽壁面紧贴。

由于构成体布拉格光栅的玻璃材料会对入射激光有一定的吸收，在入射激光功率较大的情况下，会导致体布拉格光栅温度升高，影响体布拉格光栅的反射特性，从而影响激光波长和脉宽稳定性。

因此，体光栅40的四个侧面都与光栅夹持盖50和底座30接触，体光栅40与光栅夹持盖50和底座30之间为铟箔41。通过设置铟箔41，增加体光栅40的导热面积，提高体光栅40的散热效率。同时，铟箔41的材质软，能够起到缓冲的作用，防止第一凹部32和第二凹部51夹伤体光栅40。

本发明中底座30自第一凹部32的槽端面开设第一、二水道33、34，第一、二水道33、34分别位于第一凹部32的两侧，第一、二水道33、34的延伸方向平行于第一凹部32的延伸方向。

底座30还开设垂直于第一凹部32延伸方向的第三水道35，第三水道35连通第一、二水道33、34。第一、二水道33、34分别与进水管36和出水管37连通，第三水道35的开口通过堵盖38封堵。

第一、二、三水道33、34、35形成U形，堵盖38、进水管36和出水管37固定到底座30上，冷却水经过进水管36依次流过第一水道33、第三水道35和第二水道34将体光栅40传导至底座30上的热量带走，通过体光栅40的外周面包覆铟箔41以及水冷大幅提高体光栅的冷却效果。确保体布拉格光栅的反射特性，从而提高激光波长和脉宽的稳定性。

本发明中底座30的顶面31和夹持盖50的底面均对应开设两个定位孔42。底座30上的两个定位孔42分别位于第一凹部32两侧。底座31上的两个定位孔42中分别设置一个定位销43，夹持盖50的两个定位孔42置于定位销43上，以使第二凹部51与第一凹部34的槽口对应。

操作人员在底座31上的两个定位孔42中分别设置定位销43，直接将所述夹持盖50上的定位孔与定位销43配合，这样第二凹部51与第一凹部34的槽口对应，最后通过螺钉将夹持盖50锁紧于底座30上。

具体地，第一磁性件60为环状的磁性材质，第二磁性件70为环状的铁材质。底板80为铁材质。直接第一磁性件60压装于第一安装孔13中，将第二磁性件70压装于第二安装孔23中，方便第一磁性件60和第二磁性件70的安装。

Claims (10)

1.一种光栅角度的调节装置，其特征在于，其包括：

一个固定座(10)，其安装于一个支撑面(81)，所述固定座(10)背离所述支撑面(81)的一侧形成凹槽(11)，所述凹槽(11)形成一个第一弧面(12)，所述第一弧面(12)具有一个弧长方向(M)和一个垂直于所述弧长方向(M)的宽度方向(N)；所述固定座(10)在背离所述支撑面(81)的一侧开设一个第一安装孔(13)；

一个调节座(20)，其具有一个第二弧面(21)以及一个背离所述第二弧面(21)的安装面(22)；所述第二弧面(21)与所述第一弧面(12)的弧度对应；所述第二弧面(21)能够沿所述第一弧面(12)的弧长方向(M)贴合滑动；所述调节座(20)在背离所述安装面(22)的一侧开设一个第二安装孔(23)；

一个第一磁性件(60)，其设置于所述固定座(10)的第一安装孔(13)；

一个第二磁性件(70)，其设置于所述调节座(20)的第二安装孔(23)，所述第二磁性件(70)与所述第一磁性件(60)对应吸合。

一个光栅夹持组件，其与调节座(20)的安装面(22)连接，所述调节座(20)能够带动所述光栅夹持组件沿第一弧面(12)的弧长方向(M)由初始位置滑动至目标位置。

2.根据权利要求1所述光栅角度的调节装置，其特征在于，还包括：

一个底板(80)，其具有一个支撑面(81)，所述底板(80)开设螺孔，所述底板(80)为磁性材质；

所述固定座(10)的外周设置有至少两个弧形孔(14)；所述固定座(10)的弧形孔(14)与所述底板(80)的螺孔通过螺钉对应连接；至少两个所述弧形孔(14)的延伸线位于同一圆上且该圆所在面平行于支撑面(81)；所述弧形孔(14)形成的转动中心位于所述体光栅(40)中部位置；

所述固定座(10)上的第一磁性件(60)与底板(80)对应吸合。

3.根据权利要求2所述光栅角度的调节装置，其特征在于，所述凹槽(11)两槽壁的顶面为第一弧面(12)；

所述第二弧面(21)的中部有远离所述第二弧面(21)延伸形成的凸块(24)，所述第二弧面(21)和第一弧面(12)为圆弧面；所述第二弧面(21)与第一弧面(12)贴合且所述凸块(24)位于凹槽(11)中；所述凸块(24)宽度方向(N)上的尺寸与凹槽(11)的槽宽对应以限定所述第二弧面(21)沿弧长方向(M)滑动。

4.根据权利要求1所述光栅角度的调节装置，其特征在于，所述第一弧面(12)上开设连接孔(15)；

所述第二弧面(21)开设与连接孔(15)对应的条形孔(25)，所述条形孔(25)与所述连接孔(15)通过锁紧螺钉(16)对应连接；

所述条形孔(25)的延伸方向平行于所述第一弧面(12)的弧长方向(M)。

5.根据权利要求4所述光栅角度的调节装置，其特征在于，还包括：

一个垫片(17)，其具有一个弧面及一个背离所述弧面的平面；所述垫片(17)的弧面与所述第一弧面(12)对应贴合；所述垫片(17)开设通孔；

所述锁紧螺钉(16)的螺杆穿过所述垫片(17)的通孔及所述条形孔(25)与所述连接孔(15)连接；所述锁紧螺钉(16)的螺头抵靠在垫片(17)的平面上；所述锁紧螺钉(16)的轴向与所述第一弧面(12)的法线方向重合。

6.根据权利要求1所述光栅角度的调节装置，其特征在于，所述光栅夹持组件(30)包括：

一个夹持座(30)，其具有一个底面及背离所述底面的顶面(31)，所述底面连接于所述调节座(20)的安装面(22)；所述底座(30)形成一个贯穿顶面(31)的第一凹部(32)；

一个体光栅(40)，其设置于所述第一凹部(32)中；

一个夹持盖(50)，其形成一个贯穿底面的第二凹部(51)；所述夹持盖(50)与所述夹持座(30)的顶面(31)连接；所述第二凹部(51)的延伸方向平行于所述第一凹部(32)的延伸方向，所述第二凹部(51)与第一凹部(32)的槽口对应，所述第二凹部(51)与第一凹部(32)围成的区域夹持所述体光栅(40)。

7.根据权利要求6所述光栅角度的调节装置，其特征在于，所述底座(30)和夹持盖(50)均为紫铜材质；所述体光栅(40)的外周面包覆铟箔(41)，所述铟箔(41)与第一凹部(32)和所述第二凹部(51)的槽壁面紧贴。

8.根据权利要求2所述光栅角度的调节装置，其特征在于，所述底座(30)自第一凹部(32)的槽端面开设第一、二水道(33、34)，所述第一、二水道(33、34)分别位于所述第一凹部(32)的两侧，所述第一、二水道(33、34)的延伸方向平行于所述第一凹部(32)的延伸方向；

所述底座(30)还开设垂直于所述第一凹部(32)延伸方向的第三水道(35)，所述第三水道(35)连通所述第一、二水道(33、34)；

所述第一、二水道(33、34)分别与进水管(36)和出水管(37)连通，所述第三水道(35)的开口通过堵盖(38)封堵。

9.根据权利要求6所述光栅角度的调节装置，其特征在于，所述底座(30)的顶面(31)和夹持盖(50)的底面均对应开设两个定位孔(42)；

所述底座(30)上的两个定位孔(42)分别位于所述第一凹部(32)两侧；

所述底座(31)上的两个定位孔(42)中分别设置一个定位销(43)，所述夹持盖(50)的两个定位孔(42)置于定位销(43)上，以使所述第二凹部(51)与第一凹部(34)的槽口对应。

10.根据权利要求2所述光栅角度的调节装置，其特征在于，所述第一磁性件(60)为环状的磁性材质，所述第二磁性件(70)为环状的铁材质；所述底板(80)为铁材质。

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