CN115882329A - 一种利用匀化光纤输出的半导体激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用匀化光纤输出的半导体激光器,包括:壳体、半导体激光发生器、匀化光纤和匀光器;所述匀光器内设置有焦距调节装置,所述焦距调节装置上设置有对中装置。为了有效减少半导体激光发生器存在的光斑现象,需要在半导体激光发生器的输出端设置匀化光纤,并将匀化光纤与匀光器进行连接,从而使经过匀光器输出的激光能够实现减少光斑的效果,不同类型的半导体激光发生器会产生不同波段的光,因此匀光器需要按需通过焦距调节装置进行焦距的调整,并根据需要更换内部部件,为了提高更换和调试效率,在焦距调节装置上设置有对中装置用于实现部件的快速对中。
Description
技术领域
本发明涉及受激发射器件技术领域,更具体地说,本发明涉及一种利用匀化光纤输出的半导体激光器。
背景技术
半导体激光器普遍存在光斑,导致激光效能的降低,为了有效减少光斑的产生,通常采用为激光器配置匀光器来减少光线的扩散,但是因为不同波段的光,通过匀光器所需的焦距不同,需要按需对匀光器的内部零件进行更换和手动调焦,并反复测试才能使激光达到指定的效果,更换零件也导致了需要从新校直和对中,因此导致更换匀光器内部部件的时候更换和调试效率低下,如何能够提高更换匀光器内部部件的更换和调试效率是本发明要解决的技术问题。因此,有必要提出一种利用匀化光纤输出的半导体激光器,以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题,本发明提供了一种利用匀化光纤输出的半导体激光器,包括:壳体、半导体激光发生器、匀化光纤和匀光器;所述半导体激光发生器和所述匀光器均设置在所述壳体内,所述半导体激光发生器通过所述匀化光纤与所述匀光器的输入端连接,所述匀光器的输出端与所述壳体连接,所述匀光器内设置有焦距调节装置,所述焦距调节装置上设置有对中装置。
优选的是,所述匀光器内依次设置有准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜,并且所述准直透镜、所述孔径光阑和所述聚焦透镜均通过所述对中装置与所述焦距调节装置连接。
优选的是,所述焦距调节装置包括固定架、驱动电机、传动装置和同步位移装置,所述固定架设置在所述壳体内,所述驱动电机、所述传动装置和所述同步位移装置均设置在所述固定架上,所述驱动电机通过所述传动装置与所述同步位移装置连接,所述同步位移装置上设置有若干个所述对中装置。
优选的是,所述固定架包括两个端板和隔板,两个所述端板通过所述隔板连接,所述驱动电机和所述同步位移装置分别位于所述隔板的两侧,所述传动装置设置在所述端板上,并且位于与所述隔板相对的一侧,所述同步位移装置设置在两个所述端板之间,所述驱动电机和所述同步位移装置均贯穿所述端板与所述传动装置连接。
优选的是,所述同步位移装置包括两根滑杆、至少三个滑块和凸轮轴;所述滑杆的两端分别设置在两个所述端板上,所述凸轮轴的一端与其中一个端板轴连接,另一端贯穿另一个所述端板后与所述传动装置连接,所述滑块上设置有两个限位孔和滑槽,所述滑杆贯穿所述限位孔,所述滑槽上设置有限位凸起,所述凸轮轴位于所述滑槽内,并且所述限位凸起与所述凸轮轴的凹槽活动连接,每个所述滑块的顶部均设置有所述对中装置。
优选的是,所述传动装置包括两个传动轮和传动带,一个所述传动轮与所述驱动电机的输出端连接,另一个所述传动轮与所述凸轮轴的端部连接,两个传动轮之间通过传动带连接。
优选的是,所述对中装置包括安装板、平移电机、联动装置和两个夹持装置,所述安装板设置在所述滑块的顶部,所述平移电机、所述联动装置、所述夹持装置均设置在所述安装板的底面,两个所述夹持装置通过所述联动装置连接,所述平移电机与其中一个所述夹持装置连接,所述夹持装置与所述安装板活动连接,所述夹持装置选择性的与所述准直透镜或所述孔径光阑或所述聚焦透镜的底部连接。
优选的是,所述安装板的底面设置有滑轨,所述夹持装置通过滑轨与所述安装板活动连接,所述联动装置包括自转杆和两根连杆,所述自转杆与所述安装板的底面轴连接,所述连杆的一端与所述自转杆轴连接,另一端与所述夹持装置轴连接,两个所述连杆分别位于所述自转杆旋转中心的两侧。
优选的是,所述夹持装置包括位移板和两组自适应组件,所述位移板的顶面与所述滑轨活动连接,两组所述自适应组件设置在所述位移板的顶面并对称设置在所述位移板的两端,所述准直透镜、所述孔径光阑和所述聚焦透镜的底部均设置有对中卡块,所述自适应组件选择性的与所述对中卡块的直角边抵接。
优选的是,所述自适应组件包括固定框、旋转轴、V形夹杆和弹簧;所述固定框设置在所述位移板的顶面,所述旋转轴设置在所述固定框内,并且所述旋转轴贯穿所述固定框的顶部与所述V形夹杆轴连接,所述V形夹杆的两端设置有夹持轮,所述弹簧的一端与所述固定框的顶部连接,另一端与所述V形夹杆的一臂连接。
相比现有技术,本发明至少包括以下有益效果:
为了有效减少半导体激光发生器存在的光斑现象,需要在半导体激光发生器的输出端设置匀化光纤,并将匀化光纤与匀光器进行连接,从而使经过匀光器输出的激光能够实现减少光斑的效果,不同类型的半导体激光发生器会产生不同波段的光,因此匀光器需要按需通过焦距调节装置进行焦距的调整,并根据需要更换内部部件,为了提高更换和调试效率,在焦距调节装置上设置有对中装置用于实现部件的快速对中。
本发明所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器的结构示意图(正面)。
图2为本发明所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器的结构示意图(背面)。
图3为本发明中焦距调节装置的结构示意图(聚合状态)。
图4为本发明中焦距调节装置的结构示意图(分散状态,对中装置未示出)。
图5为图4中滑块与滑杆处的爆炸图。
图6为图4中滑块与凸轮轴的爆炸图。
图7为图4中凸轮轴的主视图。
图8为本发明中对中装置的结构示意图(对中前)。
图9为本发明中对中装置的结构示意图(对中后)。
图10为本发明中对中装置的侧面结构示意图。
图11为本发明中对中装置对中前(A)、后(B)的示意图。
图中:1壳体、2焦距调节装置、21固定架、22驱动电机、23传动装置、24滑杆、25滑块、26凸轮轴、27限位凸起、3对中装置、31安装板、311滑轨、32平移电机、33自转杆、34连杆、35位移板、36固定框、37旋转轴、38V形夹杆、39弹簧、310夹持轮、4对中卡块。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-图11所示,本发明提供了一种利用匀化光纤输出的半导体激光器,包括:壳体1、半导体激光发生器、匀化光纤和匀光器;所述半导体激光发生器和所述匀光器均设置在所述壳体1内,所述半导体激光发生器通过所述匀化光纤与所述匀光器的输入端连接,所述匀光器的输出端与所述壳体1连接,所述匀光器内设置有焦距调节装置2,所述焦距调节装置2上设置有对中装置3。
上述技术方案的工作原理及有益效果:为了有效减少半导体激光发生器存在的光斑现象,需要在半导体激光发生器的输出端设置匀化光纤,并将匀化光纤与匀光器进行连接,从而使经过匀光器输出的激光能够实现减少光斑的效果,不同类型的半导体激光发生器会产生不同波段的光,因此匀光器需要按需通过焦距调节装置2进行焦距的调整,并根据需要更换内部部件,为了提高更换和调试效率,在焦距调节装置2上设置有对中装置3用于实现部件的快速对中。
在一个实施例中,所述匀光器内依次设置有准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜,并且所述准直透镜、所述孔径光阑和所述聚焦透镜均通过所述对中装置3与所述焦距调节装置2连接。所述焦距调节装置2包括固定架21、驱动电机22、传动装置23和同步位移装置,所述固定架21设置在所述壳体1内,所述驱动电机22、所述传动装置23和所述同步位移装置均设置在所述固定架21上,所述驱动电机22通过所述传动装置23与所述同步位移装置连接,所述同步位移装置上设置有若干个所述对中装置3。所述固定架21包括两个端板和隔板,两个所述端板通过所述隔板连接,所述驱动电机22和所述同步位移装置分别位于所述隔板的两侧,所述传动装置23设置在所述端板上,并且位于与所述隔板相对的一侧,所述同步位移装置设置在两个所述端板之间,所述驱动电机22和所述同步位移装置均贯穿所述端板与所述传动装置23连接。所述同步位移装置包括两根滑杆24、至少三个滑块25和凸轮轴26;所述滑杆24的两端分别设置在两个所述端板上,所述凸轮轴26的一端与其中一个端板轴连接,另一端贯穿另一个所述端板后与所述传动装置23连接,所述滑块25上设置有两个限位孔和滑槽,所述滑杆24贯穿所述限位孔,所述滑槽上设置有限位凸起27,所述凸轮轴26位于所述滑槽内,并且所述限位凸起27与所述凸轮轴26的凹槽活动连接,每个所述滑块25的顶部均设置有所述对中装置3。所述传动装置23包括两个传动轮和传动带,一个所述传动轮与所述驱动电机22的输出端连接,另一个所述传动轮与所述凸轮轴26的端部连接,两个传动轮之间通过传动带连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果:焦距调节装置2上的滑块25应当至少设置3个,分别通过对中装置3在其上设置准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜,用以进行光线的匀化。
凸轮轴26上具有至少3个凹槽,并且每个凹槽的与凸轮轴26的旋转中心线的夹角均不相同,如图7所示,滑块25的限位凸起27位于凸轮轴26的凹槽内,随着凸轮轴26的转动,限位凸起27会沿着凹槽的方向发生平移,并且每个非对称的凹槽,所对应的滑块25的平移距离和速率均不相同,但是因为凹槽与凸轮轴26的旋转中心线之间夹角的设置,使得相邻的滑块25之间可以保持相同的距离,例如位于最外侧的滑块25会具有更快的平移速度和更大的平移距离,,以此来保证随着凸轮轴26的转动,每个滑块25之间的距离均相同。
在安装好准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜之后,通过壳体1上的控制开关,控制驱动电机22,驱动电机22与壳体1上的控制开关电连接,驱动电机22会带动与其连接的传动轮旋转,并通过传动带带动与凸轮轴26连接的传动轮转动,进而使得凸轮轴26转动,在凸轮轴26的带动下,各个滑块25会沿着凸轮轴26的凹槽发生平移,滑杆24为两根,分别从滑块25位于滑槽上下两侧的限位孔中穿出,两根滑杆24,配合滑槽和凸轮轴26侧壁的卡接能能够实现三点固定,从而对滑块25进行限位,随着相邻两个滑块25之间的距离发生变化,准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜之间的焦距也会发生变化,通过焦距调节装置2可以实现焦距的自动调节,通过同时发生相对移动的滑块25能够使准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜可以快速移动到指定位置,从而相比较于传统的手动调焦可以有效提高调节精度和调节效率。设置多个滑块25可以根据需要额外设置透镜。
在一个实施例中,所述对中装置3包括安装板31、平移电机32、联动装置和两个夹持装置,所述安装板31设置在所述滑块25的顶部,所述平移电机32、所述联动装置、所述夹持装置均设置在所述安装板31的底面,两个所述夹持装置通过所述联动装置连接,所述平移电机32与其中一个所述夹持装置连接,所述夹持装置与所述安装板31活动连接,所述夹持装置选择性的与所述准直透镜或所述孔径光阑或所述聚焦透镜的底部连接。所述安装板31的底面设置有滑轨311,所述夹持装置通过滑轨311与所述安装板31活动连接,所述联动装置包括自转杆33和两根连杆34,所述自转杆33与所述安装板31的底面轴连接,所述连杆34的一端与所述自转杆33轴连接,另一端与所述夹持装置轴连接,两个所述连杆34分别位于所述自转杆33旋转中心的两侧。所述夹持装置包括位移板35和两组自适应组件,所述位移板35的顶面与所述滑轨311活动连接,两组所述自适应组件设置在所述位移板35的顶面并对称设置在所述位移板35的两端,所述准直透镜、所述孔径光阑和所述聚焦透镜的底部均设置有对中卡块4,所述自适应组件选择性的与所述对中卡块4的直角边抵接。所述自适应组件包括固定框36、旋转轴37、V形夹杆38和弹簧39;所述固定框36设置在所述位移板35的顶面,所述旋转轴37设置在所述固定框36内,并且所述旋转轴37贯穿所述固定框36的顶部与所述V形夹杆38轴连接,所述V形夹杆38的两端设置有夹持轮310,所述弹簧39的一端与所述固定框36的顶部连接,另一端与所述V形夹杆38的一臂连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果:在进行自动对中的时候,
首先通过壳体1上的控制开关控制控制平移电机32启动,平移电机32和控制开关电连接,随着平移电机32的启动,平移电机32会推动与其连接的位移板35沿着滑轨311向安装板31的外侧平移,位移板35则通过与其轴连接的连杆34带动自转杆33转动,两根连杆34对称设置在自转杆33的两端,所以随着自转杆33的转动,会带动另一侧的连杆34推动与其连接的位移板35沿滑轨311向安装板31的外部移动,进而实现两个位移板35可以同步向外运动,随着位移板35的外移,在弹簧39的作用下会拉动V形夹杆38以旋转轴37为轴进行转动、复位。
然后将准直透镜、孔径光阑、聚焦透镜放置在各自滑块25的安装板31的顶面上,此时对中卡块4的底部与安装板31的顶部抵接。
然后通过控制开关控制平移电机32反向运动,从而使得两个位移板35相向运动,对中卡块4为矩形,四个V形夹杆38分别位于对中卡块4的四个角的位置,在弹簧39的作用下,V形夹杆38的一端的夹持轮310会先与对中卡块4的侧边抵接,位于同一位移板35的两个V形夹杆38的夹持轮310会抵接在对中卡块4的同一侧边上,另一位移板35上的两个V形夹杆38的夹持轮310会抵接在对称的侧边上。
随着位移板35的相互靠近,对中卡块4的侧壁会向外通过夹持轮310推动V形夹杆38转动,在弹簧39的拉力下,如果对中卡块4在安放的时候为存在角度,则会导致四个V形夹杆38的臂受到弹簧39的拉力不均匀,从而使得在弹簧39弹力的作用下会将对中卡块4进行旋转和回正,直至V形夹杆38另一端的夹持轮310也抵接在对中卡块4的侧壁上,至此,V形夹杆38的开口方向与对中卡块4的边角相对,并且两臂分别位于对中卡块4的边角两侧,此时在弹簧39的作用下,V形夹杆38再次从另外两侧对对中卡块4进行旋转和回正,并最终通过夹持轮310对边角的两侧壁进行夹持、固定。
由此实现匀光器内部零件更换之后的快速对中功能,配合焦距调节装置2能够实现快速更换匀光器内部零件并自动对中、快速对焦的效果。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,包括:壳体(1)、半导体激光发生器、匀化光纤和匀光器;所述半导体激光发生器和所述匀光器均设置在所述壳体(1)内,所述半导体激光发生器通过所述匀化光纤与所述匀光器的输入端连接,所述匀光器的输出端与所述壳体(1)连接,所述匀光器内设置有焦距调节装置(2),所述焦距调节装置(2)上设置有对中装置(3)。
2.根据权利要求1所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述匀光器内依次设置有准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜,并且所述准直透镜、所述孔径光阑和所述聚焦透镜均通过所述对中装置(3)与所述焦距调节装置(2)连接。
3.根据权利要求2所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述焦距调节装置(2)包括固定架(21)、驱动电机(22)、传动装置(23)和同步位移装置,所述固定架(21)设置在所述壳体(1)内,所述驱动电机(22)、所述传动装置(23)和所述同步位移装置均设置在所述固定架(21)上,所述驱动电机(22)通过所述传动装置(23)与所述同步位移装置连接,所述同步位移装置上设置有若干个所述对中装置(3)。
4.根据权利要求3所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述固定架(21)包括两个端板和隔板,两个所述端板通过所述隔板连接,所述驱动电机(22)和所述同步位移装置分别位于所述隔板的两侧,所述传动装置(23)设置在所述端板上,并且位于与所述隔板相对的一侧,所述同步位移装置设置在两个所述端板之间,所述驱动电机(22)和所述同步位移装置均贯穿所述端板与所述传动装置(23)连接。
5.根据权利要求4所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述同步位移装置包括两根滑杆(24)、至少三个滑块(25)和凸轮轴(26);所述滑杆(24)的两端分别设置在两个所述端板上,所述凸轮轴(26)的一端与其中一个端板轴连接,另一端贯穿另一个所述端板后与所述传动装置(23)连接,所述滑块(25)上设置有两个限位孔和滑槽,所述滑杆(24)贯穿所述限位孔,所述滑槽上设置有限位凸起(27),所述凸轮轴(26)位于所述滑槽内,并且所述限位凸起(27)与所述凸轮轴(26)的凹槽活动连接,每个所述滑块(25)的顶部均设置有所述对中装置(3)。
6.根据权利要求5所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述传动装置(23)包括两个传动轮和传动带,一个所述传动轮与所述驱动电机(22)的输出端连接,另一个所述传动轮与所述凸轮轴(26)的端部连接,两个传动轮之间通过传动带连接。
7.根据权利要求5所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述对中装置(3)包括安装板(31)、平移电机(32)、联动装置和两个夹持装置,所述安装板(31)设置在所述滑块(25)的顶部,所述平移电机(32)、所述联动装置、所述夹持装置均设置在所述安装板(31)的底面,两个所述夹持装置通过所述联动装置连接,所述平移电机(32)与其中一个所述夹持装置连接,所述夹持装置与所述安装板(31)活动连接,所述夹持装置选择性的与所述准直透镜或所述孔径光阑或所述聚焦透镜的底部连接。
8.根据权利要求7所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述安装板(31)的底面设置有滑轨(311),所述夹持装置通过滑轨(311)与所述安装板(31)活动连接,所述联动装置包括自转杆(33)和两根连杆(34),所述自转杆(33)与所述安装板(31)的底面轴连接,所述连杆(34)的一端与所述自转杆(33)轴连接,另一端与所述夹持装置轴连接,两个所述连杆(34)分别位于所述自转杆(33)旋转中心的两侧。
9.根据权利要求8所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述夹持装置包括位移板(35)和两组自适应组件,所述位移板(35)的顶面与所述滑轨(311)活动连接,两组所述自适应组件设置在所述位移板(35)的顶面并对称设置在所述位移板(35)的两端,所述准直透镜、所述孔径光阑和所述聚焦透镜的底部均设置有对中卡块(4),所述自适应组件选择性的与所述对中卡块(4)的直角边抵接。
10.根据权利要求9所述的利用匀化光纤输出的半导体激光器,其特征在于,所述自适应组件包括固定框(36)、旋转轴(37)、V形夹杆(38)和弹簧(39);所述固定框(36)设置在所述位移板(35)的顶面,所述旋转轴(37)设置在所述固定框(36)内,并且所述旋转轴(37)贯穿所述固定框(36)的顶部与所述V形夹杆(38)轴连接,所述V形夹杆(38)的两端设置有夹持轮(310),所述弹簧(39)的一端与所述固定框(36)的顶部连接,另一端与所述V形夹杆(38)的一臂连接。
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