一种激光光能回收装置及方法
技术领域
本发明涉及激光技术领域,具体涉及一种激光光能回收装置及方法。
背景技术
激光器作为一种能发射激光的装置,目前已经应用在工业、医疗、商业、科研、信息和军事等多个领域中。同时,激光器的种类也在朝着多样化发展,按工作介质分,激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器,对于各类激光器,其输出模式通常为单一线偏振光。
然而,各类激光器在制备过程中,由于外界环境或者各类制备参数等的影响,例如,半导体激光器可能由于外延生长或者封装工艺等影响,使得激光器的输出模式为混合偏振态。例如95%的TE(transverse electric mode,横电波)模式和5%的TM(transversemagnetic mode,横磁波)模式,或者95%的TM模式和5%的TE模式。当混合偏振态的激光照射在设备上进行工作时,可能会由于输出光为非单一偏振态,从而对设备寿命造成影响。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种激光光能回收装置及方法,以解决现有技术中激光器输出光为混合偏振态不便于后续使用的技术问题。
本发明提出的技术方案如下:
本发明实施例第一方面提供一种激光光能回收装置,该激光光能回收装置包括:激光光源,用于发射激光光束;偏振模块,用于将所述激光光源发射的激光光束进行分离,得到偏振模式不同的两束激光,两束激光的能量不同;回收模块,用于将两束激光中能量较小的激光光束进行回收。
进一步地,该激光光能回收装置还包括:接收设备,用于接收两束激光中能量较大的激光光束进行工作。
进一步地,该激光光能回收装置还包括:壳体,所述偏振模块、回收模块以及所述接收设备设置在所述壳体中。
进一步地,该激光光能回收装置还包括:步进电机,所述壳体安装在所述步进电机上,所述步进电机根据所述激光光源的出光位置进行移动。
进一步地,所述激光光源为半导体激光器。
进一步地,所述偏振模块包括:偏振片或根据布儒斯特角设置的玻璃片。
进一步地,所述回收装置包括:激光电池,所述激光电池接收两束激光中能量较小的激光光束,将激光光束的能量转换为电能,并根据所述电能为所述接收设备供电。
进一步地,所述壳体为金属壳体。
本发明实施例第二方面提供一种激光光能回收方法,该激光光能回收方法包括:将激光光源发射的激光光束进行分离,得到偏振模式不同的两束激光,两束激光的能量不同;将两束激光中能量较小的激光光束进行回收。
进一步地,该激光光能回收方法还包括:将两束激光中能量较大的激光光束照射在接收设备上供接收设备工作。
本发明技术方案,具有如下优点:
本发明实施例提供的激光光能回收装置,通过在装置中设置偏振模块,可以将激光光源发出的激光光束进行分离,当激光光束为混合偏振态时,经过偏振分离后,可以得到两束单一偏振态的激光光束,且两束激光光束的能量不同,通过设置回收装置,可以将两束激光光束中能量较低的一束光进行回收保存,从而只留下一束能量较高的激光光束便于后续的利用。由此,本发明实施例提供的激光光能回收装置,可以使得现有的输出混合偏振态的激光器输出单一线偏振光,避免了混合偏振态中的杂散光对后续设备的影响。
本发明实施例提供的激光光能回收装置,可以实现对经过偏振模块后的杂散激光的收集处理,有效的减少杂散光对壳体内造成的光学干扰,其次采用该回收装置可以有效的降低因杂散光照射导致的壳体温度上升,另外,激光电池转换的电能可以提供设备使用,实现了激光光束的二次利用。
本发明实施例提供的激光光能回收方法,通过将激光光源发出的激光光束进行分离,当激光光束为混合偏振态时,经过偏振分离后,可以得到两束单一偏振态的激光光束,且两束激光光束的能量不同,可以将两束激光光束中能量较低的一束光进行回收保存,从而只留下一束能量较高的激光光束便于后续的利用。由此,本发明实施例提供的激光光能回收方法,可以使得现有的输出混合偏振态的激光器输出单一线偏振光,避免了混合偏振态中的杂散光对后续设备的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。
图1为本发明实施例中的激光光能回收装置的结构框图;
图2为本发明另一实施例中的激光光能回收装置的结构框图;
图3为本发明实施例中激光光能回收方法的流程图;
图4为本发明另一实施例中激光光能回收方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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做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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”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,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。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。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
正如在背景技术中所述,现有技术中通常是直接将激光器输出光束输入至所需设备中,然而发明人发现半导体激光器由于外延生长或者封装导致原本输出为单一偏振态的激光器出现另外一种偏振态,即输出光为混合偏振态。如果直接将混合偏振态的激光束直接照射在后续设备上,另外偏振态的激光则成为杂散光,在设备内反射,对腔体内光学传输造成较大的干扰,并且因为有杂散光的照射,设备的温度也会上升。
基于此,本发明实施例提供一种激光光能回收装置,如图1所示,该激光光能回收装置包括:激光光源1,用于发射激光光束;偏振模块2,用于将激光光源1发射的激光光束进行分离,得到偏振模式不同的两束激光,两束激光的能量不同;回收模块3,用于将两束激光中能量较小的激光光束进行回收。
本发明实施例提供的激光光能回收装置,通过在装置中设置偏振模块,可以将激光光源发出的激光光束进行分离,当激光光束为混合偏振态时,经过偏振分离后,可以得到两束单一偏振态的激光光束,且两束激光光束的能量不同,通过设置回收装置,可以将两束激光光束中能量较低的一束光进行回收保存,从而只留下一束能量较高的激光光束便于后续的利用。由此,本发明实施例提供的激光光能回收装置,可以使得现有的输出混合偏振态的激光器输出单一线偏振光,避免了混合偏振态中的杂散光对后续设备的影响。
在一实施例中,如图1所示,该激光光能回收装置还包括:接收设备4,用于接收两束激光中能量较大的激光光束进行工作。如图2所示,该激光光能回收装置还包括:壳体5,偏振模块2、回收模块3以及接收设备4设置在壳体5中。具体地,由于经过偏振分离后的激光光束,一束能量较大,一束能量较小,能量较小的激光光束由于能量较低无法应用,同时可能会由于壳体的反射对另一束激光产生干扰,因此,可以将其照射到回收模块中进行回收。可选地,可以将回收模块设置为激光电池,用于接收两束激光中能量较小的激光光束,将激光光束的能量转换为电能,并根据电能为接收设备供电,从而实现激光能量的转换,实现激光光束的二次利用。
在一实施例中,壳体可以选择金属壳体。可选地,如图2所示,将偏振模块2、回收模块3以及接收设备4设置在壳体5中,可以避免自然光对壳体中传输激光光束的影响;同时,当激光光源1输出光束为高功率激光光束时,设置壳体5,可以避免高功率激光光束照射在人体或其他物体上,对其造成损害;并且,金属壳体作为良好的散热体,可以对回收模块和接收设备起到较好的散热效果,尤其是当激光光束为高功率光束时,采用金属壳体进行散热可以避免壳体内部温度更高,更好的保护壳体内部的结构。
在一实施例中,该激光光能回收装置还包括:步进电机,壳体安装在步进电机上,步进电机根据激光光源的出光位置进行移动。具体地,将壳体安装在步进电机上,可以通过对步进电机的控制实现壳体中设备的来回扫描,从而可以实现装置的自动化工作。
在一实施例中,激光光源可以选择半导体激光器。偏振模块包括:偏振片或根据布儒斯特角设置的玻璃片。半导体激光器波长范围760-1064nm,输出TE和TM模式混合偏振态的激光,通过偏振模块后,激光光束分开为TE模式或TM模式,当设备选用TE模式(TM模式)激光时,TM模式(TE模式)激光便入射到激光电池。
当半导体激光器输出TM模式大于TE模式的激光光束时,采用反射TM模式,透射TE模式的偏振模块,此时入射到激光电池上的激光为TE模式时,入射到设备上的激光为TE模式;;当半导体激光器输出TE模式大于TM模式的激光光束时,采用反射TE模式,透射TM模式的偏振模块,此时入射到激光电池上的激光为TM模式时,入射到设备上的激光为TE模式。
本发明实施例提供的激光光能回收装置,可以实现对经过偏振模块后的杂散激光的收集处理,有效的减少杂散光对壳体内造成的光学干扰,其次采用该回收装置可以有效的降低因杂散光照射导致的壳体温度上升,另外,激光电池转换的电能可以提供设备使用,实现了激光光束的二次利用。
本发明实施例还提供一种激光光能回收方法,如图3所示,该激光光能回收方法包括如下步骤:
步骤S101:将激光光源发射的激光光束进行分离,得到偏振模式不同的两束激光,两束激光的能量不同;具体地,可以在激光光源的出光方向设置偏振模块,例如偏振片或者根据布儒斯特角设置的玻璃片,偏振模块可以将激光光源发射的激光光束进行分离,得到偏振模式不同的两束激光。
步骤S102:将两束激光中能量较小的激光光束进行回收。具体地,可以通过设置回收装置,将两束激光光束中能量较低的一束光进行回收保存,从而只留下一束能量较高的激光光束便于后续的利用。
本发明实施例提供的激光光能回收方法,通过将激光光源发出的激光光束进行分离,当激光光束为混合偏振态时,经过偏振分离后,可以得到两束单一偏振态的激光光束,且两束激光光束的能量不同,可以将两束激光光束中能量较低的一束光进行回收保存,从而只留下一束能量较高的激光光束便于后续的利用。由此,本发明实施例提供的激光光能回收方法,可以使得现有的输出混合偏振态的激光器输出单一线偏振光,避免了混合偏振态中的杂散光对后续设备的影响。
在一实施例中,如图4所示,该激光光能回收方法还包括如下步骤:
步骤S103:将两束激光中能量较大的激光光束照射在接收设备上供接收设备工作。具体地,当激光光源输出TM模式大于TE模式的激光光束时,采用反射TM模式,透射TE模式的偏振模块,此时入射到激光电池上的激光为TE模式时,入射到设备上的激光为TE模式;当激光光源输出TE模式大于TM模式的激光光束时,采用反射TE模式,透射TM模式的偏振模块,此时入射到激光电池上的激光为TM模式时,入射到设备上的激光为TE模式。
本发明实施例提供的激光光能回收方法的功能描述详细参见上述实施例中激光光能回收装置描述。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子,本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时,工艺步骤的次序可以变化。
此外,本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容,作为本领域的普通技术人员将容易地理解,对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤,其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果,依照本发明可以对它们进行应用。因此,本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。