CN202034669U

CN202034669U - 固体激光器激光头封装结构

Info

Publication number: CN202034669U
Application number: CN2011201489337U
Authority: CN
Inventors: 何林; 叶红
Original assignee: SHENZHEN GUANGDA LESER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Lightstar Laser Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2021-05-09

Abstract

本实用新型公开了一种固体激光器激光头的封装结构，所述的封装结构主要由底板、盖板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板互相密封连接组成，其特征在于：所述底板、上盖板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板在互相密封连接处设有凹槽，凹槽内设有密封材料用于密封连接。本实用新型封装结构简单，不仅满足了固体激光器激光头密封性的要求，而且降低了成本，满足经济上的要求。

Description

固体激光器激光头封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种固体激光器激光头的封装结构。

背景技术

近年来，随着我国综合国力和整体工业水平的提高，我国加工制造业正逐步从粗放型、高能耗、低附加值模式向循环经济、高附加值、高精度化转型。为实现这个目标，淘汰落后产能和进行产业升级势在必行。使用先进加工设备和加工工艺是实现经济转型的重要选择。

激光加工设备是激光、光学、机械、电子、软件和工业自动化高度集成的产物。该行业产品品种众多、性能优异、应用领域广泛，已经成为一个迅速发展的重要行业。激光被广泛应用于工业生产中，尤其是用于金属的焊接、切割、打孔、标记、快速成型以及表面处理等方面。当前的激光加工设备最广泛使用的激光光源一般有两种。第一种是气体激光器，即二氧化碳(CO₂)激光器，其激光波长是10.6微米。第二种是固体激光器，即Nd:YAG(Nd:Y₃Al₅O₁₂，掺钕钇铝石榴石)激光器，其激光波长是1.064微米。固体激光器由于结构紧凑、价格相对低廉、加工效果优异，在激光加工设备中占有相当大的比重。

如图3所示，考虑到成本和维修时拆卸方便，应用于工业生产的固体激光器的激光头封装结构往往采用非密封结构，封装底板31采用铝型材，而封装盖板32则采用简易的U型钣金件，使用铁材料，左侧板33和右侧板34所使用材料一般为铝型材；后侧板35和前侧板36所使用材料一般为铝。封装的时候，用螺丝将左侧板33和右侧板34安装在底板31上，然后将后侧板35和前侧板36安装到底板31上，并尽量和左侧板33、右侧板34充分接触，最后盖上封装盖板32。这就是一般工业固体激光器激光头的封装方式，底板31、左侧板33、右侧板34、后侧板35和前侧板36在互相接触的地方为非密封结构，封装盖板32是由简单的钣金件构成，钣金件容易变形，根本无法密封固体激光器。相对固体激光器应用要求来说，工业生产场地条件往往非常恶劣。尤其在激光切割和激光焊接加工的时候，都要伴随产生材料飞溅、材料粉尘和有毒气体。对非密封结构的激光头来说，这些材料飞溅、材料粉尘和有毒气体对激光光路和激光光学都是潜在的致命危险。它们往往会进入激光头内污染激光头内的激光光学元件，进而破坏激光光束的光束质量从而大大降低加工质量；又或者是直接破坏激光光学元件，严重的时候甚至不出激光。

显然，非密封结构的激光头是不适合用于封装大功率固体激光器，更不适合应用于工业生产的，因而有必要将激光头设计成密封结构的。如图4所示，科研用的固体激光器激光头绝大部分是密封结构的，这种激光头密封结构一般由两部分组成，包括腔体41和上盖板42，腔体41与上盖板42接触的地方设计成密封结构，从而能满足固体激光器密封性的要求。但是，腔体41往往是由模具铸出来，然后再加工而成的，这种用模具铸出来再加工的腔体41的经济成本比较大。进一步，考虑到密封性要求，水路和高压电线从激光头外转接进激光头内的时候也应满足密封性的要求。但是，在传统的工业固体激光器中，经常是在后侧板上直接挖出孔，让高压电线和水路直接通过，这显然不能满足激光头密封性的要求。

实用新型内容

针对传统工业固体激光器激光头封装结构存在密封性严重不足和科研用同体激光器激光头封装结构成本高的问题，本实用新型提供了一种固体激光器激光头封装结构，该激光头封装结构兼顾了固体激光器封装结构密封性和经济性的要求。

为了解决上述问题，本实用新型由以下的技术方案来实现。

一种固体激光器激光头封装结构，所述的封装结构主要由底板、盖板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板互相密封连接组成，其特征在于：所述底板、上盖板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板在互相密封连接处设有凹槽，凹槽内设有密封材料用于密封连接。

所述的左侧板、右侧板、后侧板、前侧板与盖板或底板互相密封连接处的凹槽形成一个环形凹槽，环形凹槽内设有对应的环形密封材料用于密封连接。

所述的后侧板、前侧板与左侧板、右侧板、底板或盖板互相密封连接处的凹槽形成一个U字形凹槽，U字形凹槽内设有对应的U字形密封材料用于密封连接。

所述的左侧板、右侧板与底板或盖板互相密封连接处的凹槽为直线凹槽，直线凹槽内设有对应的直线密封材料用于密封连接。

所述的后侧板还设有用于接通冷却水和高压电线的密封转接板。

所述的密封转接板设有接通冷却水水路的孔，孔与水路之间密封连接，密封转接板还设有接通高压电线的孔，孔与高压电线之间密封连接，密封转接板与后侧板之间设有密封圈密封连接。

所述的前侧板还设有激光输出窗口。

所述的激光输出窗口设有激光输出通孔，激光输出通孔与设于前侧板上的激光输出通孔同心，前侧板上的激光输出通孔上设有光学玻璃，在光学玻璃与前侧板上的激光输出通孔之间设有密封圈密封连接。

所述的密封材料为乳胶条。

本实用新型的有益效果在于，封装结构简单，不仅满足了固体激光器激光头密封性的要求，而且降低了成本，满足经济上的要求。

附图说明

图1为本实用新型固体激光器激光头封装结构的分解简化示意图

图2为本实用新型固体激光器激光头封装结构的组装后示意图

图3为现有工业固体激光器激光头封装结构简化示意图

图4为现有科研用固体激光器激光头封装结构的简化示意图

图5为本实用新型前侧板未附激光输出窗口的简化示意图

图6为本实用新型右侧板的简化示意图

图7为本实用新型底板的简化示意图

图8为本实用新型盖板的简化示意图

图9为本实用新型前侧板上的激光输出窗口的分解简化示意图

图10为本实用新型后侧板上的密封转接板的分解简化示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地描述。

如图1所示的固体激光器激光头封装结构的分解简化示意图。该固体激光器激光头封装结构包括底板11、盖板12、左侧板13、右侧板14、后侧板15、前侧板17，后侧板上的密封转接板16和前侧板上的激光输出窗口18。本实用新型还包括底板密封材料112、底板密封材料113、后侧板密封材料152、前侧板密封材料172和盖板密封材料122。如图7所示，底板11左、右两侧开有直线凹槽114、115，如图5所示，后侧板15和前侧板17在与底板11、左侧板13、右侧板14互相密封连接处设有凹槽174，凹槽174连在一起形成一个U字形凹槽。左侧板13、右侧板14、后侧板15、前侧板17与盖板12互相密封连接处均设有一条直线凹槽，四条凹槽连在一起形成一个环形凹槽。封装的时候，将底板密封材料112和底板密封材料113分别装在底板11的左侧凹槽114和右侧凹槽115的上，然后将左侧板13和右侧板14底边的沉孔与底板11左、右侧的螺纹孔对齐，锁紧螺丝互相密封连接。将后侧板密封材料152和前侧板密封材料172分别装在后侧板15和前侧板17的凹槽174上，然后将后侧板15和前侧板17的沉孔与底板11、左侧板13、右侧板14的螺纹孔对齐，锁紧螺丝互相密封连接。将盖板密封材料122装在由左侧板13、右侧板14、后侧板15、前侧板17组成的环形凹槽里，将盖板12上的沉孔与左侧板13、右侧板14、后侧板15、前侧板17的螺纹孔对齐，锁紧螺丝互相密封连接。将后侧板15上的密封转接板16安装在后侧板15上，用于转接冷却水和通过高压电线。将前侧板上的激光输出窗口18安装在前侧板17上，用于输出激光。图2是本实施例中，固体激光器激光头封装结构的简化示意图，按照上述封装的步骤，将六个分离的板组合在一起，就形成如图2所示完整的激光头封装结构。

本实用新型密封材料所使用的材料可选择为乳胶条，填充在六个板互相密封连接处的凹槽内。

请结合图5、图6、图7、图8、图9、图10所示的后续几张简化示意图，将更进一步地说明该封装结构中某些板的结构，但不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图5所示本实施例中激光头封装结构前侧板17的简化示意图，本示意图中未附激光输出窗口18，该示意图只用来展示封装结构的示意图，并不涉及封装结构的其它功能。由于后侧板15的封装方式与前侧板17的封装方式完全相同，因而图5也是前侧板15的封装结构的示意图。前侧板17与盖板12接触的地方开有一条直线凹槽173，在凹槽173的两端各有一段弯曲的凹槽，后侧板15、前侧板17并与左侧板13和右侧板14上的凹槽连接在一起，形成一个环形的凹槽。前侧板17与左侧板13、右侧板14和底板11互相密封连接处设有一条U形凹槽174，封装的时候，将密封材料172安装在U形凹槽174里，直线凹槽173和U形凹槽174并不是连接在一起的，而是错开1～3毫米的距离。

如图6所示本实施例中激光头封装结构右侧板14的简化示意图，该示意图只用来展示封装结构的示意图，并不涉及封装结构的其它功能。由于右侧板14的封装方式于左侧板13的封装方式完全相同，因而图6也是左侧板13的封装结构的示意图。右侧板14与盖板12接触的地方开有一条直线凹槽142，右侧板14、左侧板13与前侧板17和后侧板15上的凹槽连接在一起，形成一个环形的凹槽。

如图7所示本实施例中激光头封装结构底板11的简化示意图。底板11的左侧开有一条直线凹槽114，右侧开有一条直线凹槽115。封装的时候，将密封材料112和密封材料115分别安装到直线凹槽114和直线凹槽115里。

如图8所示本实施例中激光头封装结构盖板12的简化示意图。将左侧板13、右侧板14、后侧板15和前侧板17安装到底板11后，将密封材料122安装到由左侧板13、右侧板14、后侧板15和前侧板17形成的环形凹槽里，盖上盖板12，锁上螺丝互相密封连接，即完成激光头的封装。

虽然图5、图6、图7描述了本实用新型封装结构里凹槽的分布方式，但具有机械领域知识的人员仍然可以轻易改变凹槽的分布方式，从而获得密封的效果。比如，可以把左侧板13、右侧板14、后侧板15、前侧板17与底板11互相密封连接处设计成一个环形的凹槽，后侧板15、前侧板17与左侧板13、右侧板14互相密封连接处设计成直线凹槽，一样也可以实现本实用新型的目的。

如图9所示本实施例中激光头封装结构前侧板17上激光输出窗口18的分解简化示意图。在前侧板17上开有一个直径比光学玻璃182稍大的沉孔177，在沉孔177内开有环形凹槽176，环形凹槽176其圆心与沉孔177同心，凹槽176的厚度比O形密封圈181的直径稍小一些，在沉孔177内开有一个激光输出通孔175，激光输出通孔175的圆心与沉孔177同心，激光从该通孔输出。前侧板17上开有四个螺纹孔，用来固定激光输出窗口18，激光输出窗口18上开有四个沉孔和一个直径比光学玻璃182稍小的激光输出通孔183，激光从该激光输出通孔183输出，激光输出窗口18上的激光输出通孔183与前侧板上的激光输出通孔175同心。封装的时候，将O形密封圈181安装到环形凹槽176里，然后放入光学玻璃182，最后将激光输出窗口18的四个沉孔与前侧板17上螺纹孔对齐，锁上螺丝互相密封连接。

如图10所示本实施例中激光头封装结构后侧板上的转接板分解简化示意图。密封转接板16上开有四个沉孔，用于将密封转接板16固定到后侧板15上。转接板16上有一圆形的凸台，凸台与密封转接板16同心。凸台上开有两个等直径的螺纹通孔161和两个等直径的通孔162，两个螺纹通孔161和两个通孔162呈十字分布。螺纹通孔161的两端用于螺设安装两个接通冷却水水路的水嘴164。螺纹孔161的长度为两倍于水嘴164上的螺纹长度。通孔162用于通过高压电线。凸台外面开有一个环形凹槽163，用于安装O形密封圈165，凹槽163的深度比O形密封圈165的直径稍小。安装的时候，将四个水嘴164缠上生料带或者是环氧树脂胶，安装到两个螺纹通孔161的两端上形成密封连接，将O形密封圈165安装到环形凹槽163上，将密封转接板16四个沉孔与后侧板15上的四个螺纹孔对齐，锁上螺丝形成密封连接。将高压电线通过通孔162后，用胶枪填补缝隙形成密封连接。

Claims

1.一种固体激光器激光头封装结构，所述的封装结构主要由底板、盖板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板互相密封连接组成，其特征在于：所述底板、上盖板、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板在互相密封连接处设有凹槽，凹槽内设有密封材料用于密封连接。

2.根据权利要求1所述的固体激光器激光头封装结构，其特征在于：所述的左侧板、右侧板、后侧板、前侧板与盖板或底板互相密封连接处的凹槽形成一个环形凹槽，环形凹槽内设有对应的环形密封材料用于密封连接。

3.根据权利要求1所述的固体激光器激光头封装结构，其特征在于：所述的后侧板、前侧板与左侧板、右侧板、底板或盖板互相密封连接处的凹槽形成一个U字形凹槽，U字形凹槽内设有对应的U字形密封材料用于密封连接。

4.根据权利要求1所述的固体激光器激光头封装结构，其特征在于：所述的左侧板、右侧板与底板或盖板互相密封连接处的凹槽为直线凹槽，直线凹槽内设有对应的直线密封材料用于密封连接。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的固体激光器激光头封装结构，其特征在于：所述的后侧板还设有用于接通冷却水和高压电线的密封转接板。

6.根据权利要求5所述的固体激光器激光头封装结构，其特征在于：所述的密封转接板设有接通冷却水水路的孔，孔与水路之间密封连接，密封转接板还设有接通高压电线的孔，孔与高压电线之间密封连接，密封转接板与后侧板之间设有密封圈密封连接。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的固体激光器激光头封装结构，其特征在于：所述的前侧板还设有激光输出窗口。

8.根据权利要求7所述的固体激光器激光头封装结构，其特征在于：所述的激光输出窗口设有激光输出通孔，激光输出通孔与设于前侧板上的激光输出通孔同心，前侧板上的激光输出通孔上设有光学玻璃，在光学玻璃与前侧板上的激光输出通孔之间设有密封圈密封连接。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的固体激光器激光头封装结构，其特征在于：所述的密封材料为乳胶条。