CN115007999A - 一种多程放大激光光束质量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多程放大激光光束质量控制装置，包括机架，所述机架的上表面安装有机箱，所述机箱的内部安装有控制组件；所述机箱包括安装于所述机架上表面一端的发射箱，安装于所述机架上表面另一端的分束箱，以及设于所述发射箱与分束箱之间、且安装于所述机架上表面的放大箱，所述发射箱与所述放大箱之间通过第一负压连接机构相连接，所述分束箱与所述放大箱之间通过第二负压连接机构相连接。本发明能够减少机箱内因大量空气存在而保存的杂质，从而减少冲击波撞击杂质时，对光路元件所造成的损耗。

Description

一种多程放大激光光束质量控制装置

技术领域

本发明主要涉及激光技术的技术领域，具体涉及一种多程放大激光光束质量控制装置。

背景技术

多程放大技术已经广泛应用于激光脉冲的能量放大，大大简化了放大光路的结构。

根据申请号为CN201820981615.0的专利文献所提供的一种多路输出激光放大系统可知，该放大系统包括种子光源，前置放大器，分束器，以及后置放大器。本方案中，将放大器与分束器相结合，不仅可以实现高功率输出，且由于同时存在多束高功率激光，尤其是在材料加工领域，可同时利用多束激光对材料进行加工，而不用同时采用多个激光器分别形成激光束，从而可有效地降低设备成本，且可满足复杂材料的加工。

上述放大系统虽然可以同时利用多束激光对材料进行加工，而不用同时采用多个激光器分别形成激光束，但传统放大系统中的光路元件往往采用螺栓完成对自身的固定，容易导致光路元件的安装需要频繁的拧动螺丝，且螺栓安装时所产生的碎屑在冲击波的作用下容易影响光路元件的使用寿命。

发明内容

本发明主要提供了一种多程放大激光光束质量控制装置用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种多程放大激光光束质量控制装置，包括机架，所述机架的上表面安装有机箱，所述机箱的内部安装有控制组件；

所述机箱包括安装于所述机架上表面一端的发射箱，安装于所述机架上表面另一端的分束箱，以及设于所述发射箱与分束箱之间、且安装于所述机架上表面的放大箱，所述发射箱与所述放大箱之间通过第一负压连接机构相连接，所述分束箱与所述放大箱之间通过第二负压连接机构相连接；

所述控制组件包括安装于所述发射箱内壁上的激光发射器，安装于所述放大箱内部靠近发射箱一端的第一泵浦源、远离发射箱一端的半透半反镜，以及安装于所述分束箱靠近放大箱一端的反光镜、安装于所述分束箱远离放大箱一端的第二泵浦源；

所述控制组件还包括连接所述激光发射器与发射箱的第一正压连接机构，连接所述第一泵浦源和半透半反镜与放大箱的第二正压连接机构，以及连接所述反光镜和第二泵浦源的第三正压连接机构。

进一步的，所述第一负压连接机构与所述第二负压连接机构的结构相同，所述第一负压连接机构包括安装于所述发射箱靠近放大箱一侧表面的多个插块，嵌入于所述放大箱靠近发射箱一侧表面的多个供插块穿插的锁紧器，以及与所述锁紧器的入气端相连接的第一负压抽吸部件，锁紧器插入锁紧器的内部后，通过第一负压抽吸部件将锁紧器的内部抽至真空，以使锁紧器紧锁锁紧器。

进一步的，所述插块的两侧均安装有等距设置的多个第一限位齿条，插块通过第一限位齿条与橡胶套内壁之间的摩擦以及阻挡，提高橡胶套对插块的锁紧力度。

进一步的，所述锁紧器的内部安装有供所述插块穿插的橡胶套，以及安装于所述橡胶套一端的吸气管，所述吸气管的一端穿插于所述插块内部、另一端延伸至外部，吸气管插入插块后，通过吸气管为插块的插入提供定位，将橡胶套内部抽至真空，使得橡胶套紧贴在插块上。

进一步的，所述第一负压抽吸部件包括与所述吸气管延伸至外部的一端相连接的三通管，与所述三通管的出气端相连接的第一输气管，以及与所述第一输气管的出气端相连接的第二输气管，所述第二输气管的出气端通过软管与穿设于所述放大箱壳体上的抽吸管相连接，机箱内的空气经过抽吸管进入气泵，使得机箱逐渐抽至真空，从而减少机箱内因大量空气存在而保存的杂质。

进一步的，所述抽吸管的顶端安装有气压计，工人通过抽吸管上的气压计，对机箱内的气压进行监测，以使工人能够及时对于抽吸管相连接的气泵的工作进行调整。

进一步的，所述第一正压连接机构与第二正压连接机构和第三正压连接机构的结构相同，所述第一正压连接机构包括设于所述激光发射器下表面的限位柱，设于所述发射箱内部的凹槽，穿插于所述凹槽内部的橡胶锁紧环，以及穿插于所述凹槽槽体底端的负压吸气头，所述负压吸气头的出气端连接有第二负压抽吸机构，激光发射器将下表面设置的限位柱插入凹槽的内部后，通过膨胀后的橡胶锁紧环对限位柱进行锁紧。

进一步的，所述第二负压抽吸机构包括与所述负压吸气头延伸至外部的一端相连接的第三输气管，以及与所述第三输气管的出气端相连接的真空泵，所述真空泵安装于所述机架的外表面，限位柱、凹槽以及橡胶锁紧环之间的空气在真空泵的作用下经过负压吸气头、第三输气管，最终进入真空泵。

进一步的，所述限位柱的外表面和橡胶锁紧环的内表面设有螺纹，橡胶锁紧环通过其与限位柱外表面相啮合的螺纹，从而对限位柱进行阻挡。

进一步的，所述真空泵的出气端连接有的输气软管，所述输气软管远离真空泵的一端与所述橡胶锁紧环的进气端相连接，通过真空泵将空气输送至输气软管内，空气经输气软管进入橡胶锁紧环内，以使橡胶锁紧环膨胀。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

其一，本发明能够减少机箱内因大量空气存在而保存的杂质，从而减少冲击波撞击杂质时，对光路元件所造成的损耗，具体为：机箱内的空气经过抽吸管进入气泵，使得机箱逐渐抽至真空，从而减少机箱内因大量空气存在而保存的杂质，且通过第一负压抽吸部件将锁紧器的内部抽至真空，以使锁紧器紧锁锁紧器，完成发射箱、放大箱和分束箱之间的固定。

其二，本发明能够在减少安装时，所形成的摩擦碎屑的同时，快速完成对光路元件的锁紧固定，具体为：限位柱、凹槽以及橡胶锁紧环之间的空气在真空泵的作用下经过负压吸气头、第三输气管，最终进入真空泵，使得限位柱吸附在橡胶锁紧环内，以及通过橡胶锁紧环膨胀，从而对限位柱进行固定，完成激光发射器、第一泵浦源、半透半反镜、反光镜和第二泵浦源的安装。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为图2中沿A-A线的剖视图；

图4为本发明的前视图；

图5为图3中沿B-B线的剖视图；

图6为本发明第一负压连接机构的结构示意图；

图7为本发明锁紧器的结构示意图；

图8为本发明发射箱的内部结构分解图。

图中：10、机架；20、机箱；21、发射箱；22、分束箱；23、放大箱；24、第一负压连接机构；241、插块；2411、齿条；242、锁紧器；2421、橡胶套；2422、吸气管；243、第一负压抽吸部件；2431、三通管；2432、第一输气管；2433、第二输气管；2434、抽吸管；25、第二负压连接机构；30、控制组件；31、激光发射器；32、第一泵浦源；33、半镜半反射光头镜；34、反光镜；35、第二泵浦源；36、第一正压连接机构；361、凹槽；362、橡胶锁紧环；363、负压吸气头；364、第二负压抽吸机构；3641、第三输气管；3642、真空泵；3643、输气软管；365、限位柱；37、第二正压连接机构；38、第三正压连接机构。

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加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请参照附图1-8，一种多程放大激光光束质量控制装置，包括机架10，所述机架10的上表面安装有机箱20，所述机箱20的内部安装有控制组件30；

所述机箱20包括安装于所述机架10上表面一端的发射箱21，安装于所述机架10上表面另一端的分束箱22，以及设于所述发射箱21与分束箱22之间、且安装于所述机架10上表面的放大箱23，所述发射箱21与所述放大箱23之间通过第一负压连接机构24相连接，所述分束箱22与所述放大箱23之间通过第二负压连接机构25相连接；

所述控制组件30包括安装于所述发射箱21内壁上的激光发射器31，安装于所述放大箱23内部靠近发射箱21一端的第一泵浦源32、远离发射箱一端的半透半反镜33，以及安装于所述分束箱22靠近放大箱23一端的反光镜34、安装于所述分束箱22远离放大箱23一端的第二泵浦源35；

所述控制组件30还包括连接所述激光发射器31与发射箱21的第一正压连接机构36，连接所述第一泵浦源32和半透半反镜33与放大箱23的第二正压连接机构37，以及连接所述反光镜34和第二泵浦源35的第三正压连接机构38。

具体的，请着重参照附图2、5和6，所述第一负压连接机构24与所述第二负压连接机构25的结构相同，所述第一负压连接机构24包括安装于所述发射箱21靠近放大箱23一侧表面的多个插块241，嵌入于所述放大箱23靠近发射箱21一侧表面的多个供插块241穿插的锁紧器242，以及与所述锁紧器242的入气端相连接的第一负压抽吸部件243，所述插块241的两侧均安装有等距设置的多个第一限位齿条2411，所述锁紧器242的内部安装有供所述插块241穿插的橡胶套2421，以及安装于所述橡胶套2421一端的吸气管2422，所述吸气管2422的一端穿插于所述插块241内部、另一端延伸至外部；

需要说明的是，在本实施例中，锁紧器242插入锁紧器242的内部后，通过第一负压抽吸部件243将锁紧器242的内部抽至真空，以使锁紧器242紧锁锁紧器242，由于锁紧器242安装在放大箱23上，锁紧器242安装在发射箱21上；

进一步的，第一限位齿条2411与橡胶套2421的内壁相契合，插块241通过第一限位齿条2411与橡胶套2421内壁之间的摩擦以及阻挡，提高橡胶套242对插块241的锁紧力度；

进一步的，吸气管2422插入插块241后，通过吸气管2422为插块241的插入提供定位，将橡胶套2421内部抽至真空，使得橡胶套2421紧贴在插块241上，并对插块241进行吸附固定，从而通过真空吸附，提高了对插块241的锁紧力度。

具体的，请着重参照附图2、5和6，所述第一负压抽吸部件243包括与所述吸气管2422延伸至外部的一端相连接的三通管2431，与所述三通管2431的出气端相连接的第一输气管2432，以及与所述第一输气管2432的出气端相连接的第二输气管2433，所述第二输气管2433的出气端通过软管与穿设于所述放大箱23壳体上的抽吸管2434相连接，所述抽吸管2434的顶端安装有气压计2435；

需要说明的是，在本实施例中，橡胶套2421内部的空气经过吸气管2422进入三通管2431，三通管2431内的空气在与其连接的气泵的作用下依次经过第一输气管2432和第二输气管2433进入抽吸管2434，并最终流入该泵体；

机箱内的空气经过抽吸管2434进入气泵，使得机箱逐渐抽至真空，从而减少机箱内因大量空气存在而保存的杂质；

进一步的，工人通过抽吸管2434上的气压计2435，对机箱内的气压进行监测，以使工人能够及时对于抽吸管2434相连接的气泵的工作进行调整。

具体的，请着重参照附图3和5，所述第一正压连接机构36与第二正压连接机构37和第三正压连接机构38的结构相同，所述第一正压连接机构36包括设于所述激光发射器31下表面的限位柱365，设于所述发射箱21内部的凹槽361，穿插于所述凹槽361内部的橡胶锁紧环362，以及穿插于所述凹槽361槽体底端的负压吸气头363，所述负压吸气头363的出气端连接有第二负压抽吸机构364，所述第二负压抽吸机构364包括与所述负压吸气头363延伸至外部的一端相连接的第三输气管3641，以及与所述第三输气管3641的出气端相连接的真空泵3642，所述真空泵3642安装于所述机架10的外表面，所述限位柱365的外表面和橡胶锁紧环362的内表面设有螺纹，所述真空泵3642的出气端连接有的输气软管3643，所述输气软管3643远离真空泵3642的一端与所述橡胶锁紧环362的进气端相连接；

需要说明的是，在本实施例中，激光发射器31将下表面设置的限位柱365插入凹槽361的内部后，通过膨胀后的橡胶锁紧环362对限位柱365进行锁紧；

进一步的，限位柱365、凹槽361以及橡胶锁紧环362之间的空气在真空泵3642的作用下经过负压吸气头363、第三输气管3641，最终进入真空泵3642，使得限位柱365吸附在橡胶锁紧环362内，从而对限位柱365进行固定；

进一步的，橡胶锁紧环362通过其与限位柱365外表面相啮合的螺纹，从而对限位柱365进行阻挡，提高橡胶锁紧环362膨胀时，对限位柱365的锁紧力度；

进一步的，通过真空泵3642将空气输送至输气软管3643内，空气经输气软管3643进入橡胶锁紧环362内，以使橡胶锁紧环362膨胀。

本发明的具体操作方式如下：

将激光发射器31下表面设置的限位柱365插入发射箱21内壁的凹槽361内部，完成对激光发射器31的定位，于此同理，将第一泵浦源32和半透半反镜33安装在放大箱23中，将反光镜34和第二泵浦源35放入分束箱22中；

完成安装后，发射箱21通过其上锁紧器242插入放大箱23的锁紧器242的内部后，完成发射箱21和放大箱23的对接，于此同理，完成放大箱23和分束箱22的对接后，锁紧器242内部的空气经过吸气管2422进入三通管2431，三通管2431内的空气在与其连接的气泵的作用下依次经过第一输气管2432和第二输气管2433进入抽吸管2434，并最终流入该泵体，机箱内的空气经过抽吸管2434进入气泵，使得机箱逐渐抽至真空，从而减少机箱内因大量空气存在而保存的杂质，且通过第一负压抽吸部件243将锁紧器242的内部抽至真空，以使锁紧器242紧锁锁紧器242，完成发射箱21、放大箱23和分束箱22之间的固定；

完成发射箱21、放大箱23和分束箱22之间的固定后，限位柱365、凹槽361以及橡胶锁紧环362之间的空气在真空泵3642的作用下经过负压吸气头363、第三输气管3641，最终进入真空泵3642，使得限位柱365吸附在橡胶锁紧环362内，且通过真空泵3642将空气输送至输气软管3643内，空气经输气软管3643进入橡胶锁紧环362内，以使橡胶锁紧环362膨胀，从而对限位柱365进行固定，完成激光发射器31、第一泵浦源32、半透半反镜33、反光镜34和第二泵浦源35的安装；

激光发射器31所产生的激光经过第一泵浦源32第一次放大后，进入半透半反镜33进行分束，分束后的激光借由反光镜34的反射进入第二泵浦源35放大后射出。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多程放大激光光束质量控制装置，包括机架(10)，其特征在于，所述机架(10)的上表面安装有机箱(20)，所述机箱(20)的内部安装有控制组件(30)；

所述机箱(20)包括安装于所述机架(10)上表面一端的发射箱(21)，安装于所述机架(10)上表面另一端的分束箱(22)，以及设于所述发射箱(21)与分束箱(22)之间、且安装于所述机架(10)上表面的放大箱(23)，所述发射箱(21)与所述放大箱(23)之间通过第一负压连接机构(24)相连接，所述分束箱(22)与所述放大箱(23)之间通过第二负压连接机构(25)相连接；

所述控制组件(30)包括安装于所述发射箱(21)内壁上的激光发射器(31)，安装于所述放大箱(23)内部靠近发射箱(21)一端的第一泵浦源(32)、远离发射箱一端的半镜半反射光头镜(33)，以及安装于所述分束箱(22)靠近放大箱(23)一端的反光镜(34)、安装于所述分束箱(22)远离放大箱(23)一端的第二泵浦源(35)；

所述控制组件(30)还包括连接所述激光发射器(31)与发射箱(21)的第一正压连接机构(36)，连接所述第一泵浦源(32)和半镜半反射光头镜(33)与放大箱(23)的第二正压连接机构(37)，以及连接所述反光镜(34)和第二泵浦源(35)的第三正压连接机构(38)。

2.根据权利要求1所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述第一负压连接机构(24)与所述第二负压连接机构(25)的结构相同，所述第一负压连接机构(24)包括安装于所述发射箱(21)靠近放大箱(23)一侧表面的多个插块(241)，嵌入于所述放大箱(23)靠近发射箱(21)一侧表面的多个供插块(241)穿插的锁紧器(242)，以及与所述锁紧器(242)的入气端相连接的第一负压抽吸部件(243)。

3.根据权利要求2所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述插块(241)的两侧均安装有等距设置的多个第一限位齿条(2411)。

4.根据权利要求3所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述锁紧器(242)的内部安装有供所述插块(241)穿插的橡胶套(2421)，以及安装于所述橡胶套(2421)一端的吸气管(2422)，所述吸气管(2422)的一端穿插于所述插块(241)内部、另一端延伸至外部。

5.根据权利要求4所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述第一负压抽吸部件(243)包括与所述吸气管(2422)延伸至外部的一端相连接的三通管(2431)，与所述三通管(2431)的出气端相连接的第一输气管(2432)，以及与所述第一输气管(2432)的出气端相连接的第二输气管(2433)，所述第二输气管(2433)的出气端通过软管与穿设于所述放大箱(23)壳体上的抽吸管(2434)相连接。

6.根据权利要求5所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述抽吸管(2434)的顶端安装有气压计(2435)。

7.根据权利要求1所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述第一正压连接机构(36)与第二正压连接机构(37)和第三正压连接机构(38)的结构相同，所述第一正压连接机构(36)包括设于所述激光发射器(31)下表面的限位柱(365)，设于所述发射箱(21)内部的凹槽(361)，穿插于所述凹槽(361)内部的橡胶锁紧环(362)，以及穿插于所述凹槽(361)槽体底端的负压吸气头(363)，所述负压吸气头(363)的出气端连接有第二负压抽吸机构(364)。

8.根据权利要求7所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述第二负压抽吸机构(364)包括与所述负压吸气头(363)延伸至外部的一端相连接的第三输气管(3641)，以及与所述第三输气管(3641)的出气端相连接的真空泵(3642)，所述真空泵(3642)安装于所述机架(10)的外表面。

9.根据权利要求8所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述限位柱(365)的外表面和橡胶锁紧环(362)的内表面设有螺纹。

10.根据权利要求9所述的一种多程放大激光光束质量控制装置，其特征在于，所述真空泵(3642)的出气端连接有的输气软管(3643)，所述输气软管(3643)远离真空泵(3642)的一端与所述橡胶锁紧环(362)的进气端相连接。

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