CN200944155Y

CN200944155Y - 激光双光闸装置

Info

Publication number: CN200944155Y
Application number: CN 200620117774
Authority: CN
Inventors: 梁志远
Original assignee: BEIJING INST OF ELECTRO-OPTICS
Current assignee: BEIJING INST OF ELECTRO-OPTICS
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2016-06-23

Abstract

本实用新型涉及一种激光双光闸装置，包括在激光光路上设置的能够移动、用于改变激光光路的反射镜；在所述反射镜的反射光路上设置有吸收激光的吸收体；所述反射镜还连接一能够控制所述反射镜移动的电磁驱动部件；所述吸收体上还设有用于冷却吸收体的冷却器；在所述反射镜后方的光路上还设置有能够遮挡并吸收部分透射激光的金属板和能够控制所述金属板移动的电磁驱动部件。本实用新型克服了现有大功率金属吸收体移动笨重、电磁驱动器吸合噪声大、可靠性差的缺点，移动既轻巧快捷，可靠性又高，而且可以实现多种功能。

Description

激光双光闸装置

技术领域

本实用新型涉及一种激光光路的机械光闸装置，尤其是用于大功率激光光路中的激光双光闸装置。

背景技术

在材料加工或治疗时需要激光器达到一定的功率或能量时才能进行，因此需要预先对激光器输出功率或能量进行设定。但是有些激光器不能在一开机时就能达到设定值，而需要经过一段时间，如数分钟甚至数十分钟才能达到设定值，因此就不能让未达到设定值的激光从设备输出。同时在加工或治疗时，需要频繁地中断或暂停输出激光，甚至中间需要停顿一段时间，对于这些起动慢的激光器也不可能依靠频繁地关闭或开启激光器来实现。例如大功率的半导体激光器泵浦的固体激光器要达到较高的设定输出值就可能需要数分钟，因为作为这种固体激光器泵浦源的大功率半导体激光器需要数分钟的慢启动时间，才可能达到设定的泵浦功率。又如铜蒸气激光器等金属蒸气激光器，由于需要金属蒸发的时间，从开启激光器达到设定功率值就需要数十分钟。

另外，有些激光器启动非常快，立即就可达到设定值输出激光，如连续输出的CO₂激光器，但是它又存在初始激光输出功率比设定值大的问题；又如脉冲YAG激光器启动也非常快，但也存在开始几个脉冲的输出能量比设定值大的问题。因此当这些初始激光与物质相互作用时，又可能产生作用过头的问题，需要避免这些超过设定值的激光输出。所以在国内外标准中，对激光治疗设备的激光输出都作了明确规定：对于连续激光器要防止初始大于2倍设置值的激光功率，且持续时间超过200ms的发射；对脉冲激光器要防止前一个脉冲的激光能量超过设定值的2倍的输出，也要防止重复脉冲激光能量的发射时，其脉冲激光能量接连超过设定值的2倍且持续发射时间超过100ms的激光输出。

为了阻止低于或高于设定值的激光输出，对有些激光器来说可以用调制器的开关来实现，有些则不能用调制器来解决，而要用机械光闸来解决。即用机械光闸延缓激光从设备向外输出的开启时间，虽然激光器开启后已有激光输出，但用机械光闸挡住激光输出的光路，暂时不让激光输出到设备之外，等激光功率达到设定功率值或等初始超过设定值的激光过去之后再打开光闸，使光路通畅让激光输出到设备外与物质相互作用。这样就可防止小于设定值的激光输出；或者可阻止连续激光器初始大于2倍设置值的激光功率，且持续时间超过200ms的发射；对脉冲激光器也可防止前一个脉冲的激光能量超过设定值的2倍的输出，对重复脉冲激光能量的发射时，也可防止其脉冲激光能量接连超过设定值的2倍且持续发射时间超过100ms的激光输出。

现在使用的机械光闸为一金属片将光遮挡，并用继电器吸合和释放使其处于不遮挡或遮挡光路的位置，起到光闸的作用。这种金属片只适用于低功率激光，因为其热容量小，功率大了会使它灼热甚至熔化。对于中功率的激光，机械光闸为一个带凹孔的金属吸收体，使激光射入凹孔遮挡光路，它具有较大的热容量，可以承受较大的激光功率。对于高功率激光，或者是中功率激光但需较长时间遮挡时，普通的金属吸收体热容量仍不够大而需要通水或吹风进行冷却。

但是，作为光闸它需要移动，有时遮挡光路，有时不遮挡光路，这种金属吸收体尤其是水冷的金属吸收体由于重量和体积较大就很难做到移动快捷可靠，较大功率的继电器吸合重物时噪声也较大。例如百瓦级的半导体激光泵浦的倍频固体绿激光器，从开启至达到百瓦功率设定值需要数分钟，或者在利用它进行治疗时中间需停顿数分钟，这时利用金属吸收体就不足以吸收激光的热量而需要通水冷却，拖着冷却水管使它笨重而不好使用，可靠性也差。这是现有大功率金属吸收体的不足之处。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光双光闸装置，可以克服现有大功率金属吸收体的移动笨重、噪声大、可靠性差的缺点，移动既轻巧快捷，可靠性又高，而且可以实现多种功能。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种激光双光闸装置，包括在激光光路上设置的能够移动、用于改变激光光路的反射镜；在所述反射镜的反射光路上设置有吸收激光的吸收体；所述反射镜还连接一能够控制所述反射镜移动的电磁驱动部件；在所述反射镜后方的光路上还设置有能够遮挡并吸收部分从所述反射镜透过激光的金属板。

上述技术方案中，金属板还连接一能够控制所述金属板移动的电磁驱动部件。

上述吸收体上还设有用于冷却吸收体的冷却器或散热器。

上述吸收体为设有凹孔的、大热容量的金属体。

本实用新型将原激光光路利用反射镜，反射到另一光路上，并在该反射光路上设置一吸收较大功率激光的金属吸收体，以及一冷却器，这样该吸收体及冷却器都可以固定安装，在改变光路时就避免了原来需要金属吸收体及冷却器一起笨重移动、可靠性差的缺点，而且大功率的继电器在吸合时的噪声也很大。同时，在反射镜后，仍然保留一金属板遮挡残余激光，基本保证能够将激光完全遮挡。本实用新型移动既轻巧快捷，可靠性又高，而且可以通过不同的设置和控制实现多种功能。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的结构在光闸开启时的示意图。

图4为本实用新型实施例3的结构示意图。

图5为本实用新型实施例4的结构示意图。

附图标记说明：

1-激光器；2-反射镜；3-金属板；4-电磁驱动部件；5-电磁驱动部件；6-吸收体；7-冷却器；8-激光功率计。

具体实施方式

本实用新型是利用在光路中设置两个光闸装置替代笨重的金属吸收体，可以克服现有大功率金属吸收体作光闸的缺点，移动既轻巧快捷，可靠性又高，而且可以进行不同的应用的组合，实现多种功能。

实施例1

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。包括一个在激光光路上设置的能够移动、用于改变激光光路的反射镜2；一个能够控制所述反射镜2移动的电磁驱动部件4；在所述反射镜2的反射光路上设置有吸收激光的吸收体6；在所述反射镜2后方的光路上还设置有能够遮挡并吸收部分透射激光的金属板3和能够控制所述金属板3移动的电磁驱动部件5。本实施例是在现有技术的基础上，改变光路来替代原先需要移动笨重的吸收体的方法，将吸收体设置为固定部件，同样完成对大功率光路的遮挡功能，使得装置移动快捷、轻巧。

实施例2

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。一个产生激光的激光器1，当激光器1开启时将有激光输出，输出激光入射到处于原位遮挡光路的45°反射镜2上，由于反射镜2镀有对所述激光器1输出激光波长的高反射膜，所以绝大部分激光能量被反射后射入位于光路一侧且垂直于光路的吸收体6的凹孔中被吸收，热量由与吸收体相组合的冷却器7带走。冷却器的形式可以是风机冷却，通水热交换器冷却，也可以是半导体制冷器冷却。由于反射镜2的高反膜不可能做到100％的反射率，有很少部分的激光透过反射镜2被处于原位的与光路垂直的经过发黑处理的、热容量较小的金属板3吸收，从而完全阻止激光向设备外输出。当电磁驱动部件4和电磁驱动部件5通电产生磁性吸力时将开启光闸。如图3所示，所述电磁驱动部件4和电磁驱动部件5将吸合，使得与其连接的反射镜2和金属板3离开光路，从而让激光向设备外输出。由于反射镜2和金属板3都是很小的部件，因此本实用新型可以克服现有大功率金属吸收体的缺点，实现了移动既轻巧快捷，可靠性又高，而且可以实现多种功能。

实施例3

图4是本实用新型激光双光闸装置的另一个实施例。工作原理与实施例1、2一样，不同之处在于当电磁驱动部件4不通电开启而反射镜2光闸处于关闭时，开启电磁驱动部件5使其吸合金属板3离开光路，从而开启金属板光闸3让透过反射镜2的低功率激光向设备外输出。它可以应用于大功率的可见光激光光路中，一方面反射镜2的高反射起到阻止绝大部分激光的输出，另一方面又有透过反射镜2的没有激光辐射危险的低功率激光输出，由于所述激光器1发射的激光是可见光波长的激光，因此所述低功率激光可以指示激光光路和激光作用点的位置，同时还可以指示激光器1已经开启，这时只要开启反射镜光闸2就会有大功率激光输出。从而实现了双光闸装置的另一功能。

实施例3

图5是本实用新型激光双光闸装置的再一个实施例。工作原理与实施例1一样，不同之处在于吸收体6和冷却器7由一大功率激光功率计8替换，所述大功率激光功率计8的用处是既吸收了反射镜2反射的激光，又可实时测量激光的功率。这样就可以知道实际输出的激光功率够不够使用；如果测出的功率值与预置值相差很大时，可说明反射镜、预置系统或激光器存在问题，提示进行调整或修理；还可以利用测试的数据信号对激光器进行闭路反馈控制，使激光输出更加稳定。如果在激光器未人为地关闭或调制时，监测中发现激光功率突然降低或消失，可以判定激光器或反射镜损坏，从而还可利用该突变信号切断激光电源停止激光输出，起到保护设备的作用。这样的设置扩大了双光闸的功能。

因此，本实用新型一种激光双光闸装置，可以克服现有大功率金属吸收体直接作光闸使用的缺点，移动既轻巧快捷，可靠性又高，而且可以实现多种功能。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种激光双光闸装置，其特征在于：包括在激光光路上设置的能够移动、用于改变激光光路的反射镜；在所述反射镜的反射光路上设置有吸收激光的吸收体；所述反射镜还连接一能够控制所述反射镜移动的电磁驱动部件；在所述反射镜后方的光路上还设置有能够遮挡并吸收部分透射激光的金属板，所述金属板还连接一能够控制所述金属板移动的电磁驱动部件。

2.根据权利要求1所述的激光双光闸装置，其特征在于：所述反射镜与所述激光光路成45°。

3.根据权利要求1所述的激光双光闸装置，其特征在于：所述金属板与所述激光光路成直角。

4.根据权利要求1所述的激光双光闸装置，其特征在于：所述吸收体为设有凹孔的、大热容量的金属体。

5.根据权利要求1所述的激光双光闸装置，其特征在于：所述吸收体上还设有用于冷却吸收体的冷却器或散热器。

6.根据权利要求1所述的激光双光闸装置，其特征在于：所述吸收体可以是非金属吸收体，如碳斗或耐火材料制作的吸收体。

7.根据权利要求1所述的激光双光闸装置，其特征在于：所述金属吸收体还可以是一个激光功率计或激光能量计。