CN204045926U - 一种kW级高功率激光接收装置 - Google Patents
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Abstract
一种kW级高功率激光接收装置，包括吸收激光的吸收体主板（3）、辅助吸收激光的辅助圆筒（2）、承接吸收主板和辅助圆筒水路串接和固定作用的吸收体后板（4）与承接水路串接和阻挡杂散光作用的吸收体前板（1），其特征在于：所述的吸收体主板（3）、辅助圆筒（2）、吸收体前板（1）和吸收体后板（4）的水冷通道相互连通，并用O型圈密封，激光束通过吸收体前板（1）入射到吸收体主板（3）、辅助圆筒（2）内壁，多次反射吸收，阻止了激光的外射。本实用新型，激光经过多次反射后，能量被吸收体吸收，基本不会溢出或者极少量溢出激光吸收体。吸收体本身的温度不会增加，同时也保护了周围的环境不受到光污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种kW级高功率激光器的激光接收装置，属于高功率激光技术领域。
背景技术
激光加工技术的不断发展，对激光光源的稳定要求越来越高。而通过电方式来调节的功率，在电功率提升的开始阶段会使激光输出功率不稳定，所以需要预先对激光光束的能量或功率进行设定。在激光光束没有达到设定值之前，光束不可以输出到加工区域。在加工过程中，激光光束经常需要频繁的暂停来满足加工的需要，通常的做法是利用光闸将激光束导入吸收体中。由于大功率激光器的激光能量高，破坏性强，对人体尤其是眼睛的危害巨大，同时容易造成环境污染。所以，吸收体在大功率激光器中发挥着极其重要的的作用。
现有的激光吸收体普遍存在各种问题，适用于低功率的吸收体虽然结构相对简单，但是不能用于高功率激光器；高功率的激光吸收体的结构又相对复杂，吸收不完全，有杂散光溢出等。
发明内容
针对以上问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种kW级高功率激光束吸收装置，能充分对激光光束进行吸收，结构简单，使用方便，可以用于机内或者机外的多种激光光束。
本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：一种kW级高功率激光接收装置，包括吸收激光的吸收体主板、辅助吸收激光的辅助圆筒、串接吸收主板和辅助圆筒水路并起固定作用的吸收体后板与承接水路串接和阻挡杂散光作用的吸收体前板，吸收体主板的内部有水冷通道，尾部打磨成半圆形与辅助圆筒配合；辅助圆筒的中间开有圆形槽用于放置吸收体主板；吸收体前板和吸收体后板分别用螺丝固定在吸收体主板的二端，其特征在于：所述的吸收体主板、辅助圆筒、吸收体前板和吸收体后板的水冷通道相互连通，并用O型圈密封，激光束通过吸收体前板入射到吸收体主板、辅助圆筒内壁，多次反射吸收，阻止了激光的外射。
所述的吸收体主板由吸收主板和盖板焊接组成，盖板即是吸收反射面，吸收体主板内设有主板水循环冷却系统出口和主板水循环冷却系统进口，底部设有螺纹孔。
所述的吸收反射面由耐高温，导热性好的紫铜构成，吸收反射面朝向激光入射方向，吸收反射面长为123mm，与入射激光成12°。
所述的辅助圆筒亦由紫铜构成，长120mm，外部直径60mm，内部直径30mm，其内为带有水槽的倒U型圆筒，内还设有辅助圆筒水循环系统。
所述的吸收体后板的后表面设有水循环冷却用的出水口、进水口；前表面设有后板水循环系统串联装置，与吸收体主板和辅助圆筒对接，为不锈钢材质。
所述的吸收体前板上开有20mm的圆孔，起到光阑的作用，前部设有前板水循环系统串联装置。
本实用新型，由于采用倾斜板条吸收体主板，当激光射到板条吸收主板时，激光的照射的面积被吸收体主板扩大，同时增大了吸收面积和反射面积，反射后的激光射到激光吸收体辅助圆筒内壁上，再一次将激光吸收和反射到吸收主板上。经过多次反射后，激光能量被吸收体吸收，基本不会溢出或者极少量溢出激光吸收体。吸收体主板，辅助圆筒、吸收体前后板采用内部串联水循环冷却系统，吸收体的冷却通道环绕吸收体内腔体，保证了吸收体的充分散热。在吸收激光能量的前提下，使吸收体本身的温度不会增加，同时也保护了周围的环境不受到光污染。
附图说明
图1是本实用新型的激光吸收装置剖面图。
图2是本实用新型的激光吸收体示意图。
图3是本实用新型的激光吸收体主板示意图。
图4是本实用新型的激光吸收体辅助圆筒示意图。
图5是本实用新型的激光吸收体前板示意图。
图6是本实用新型的激光吸收体后板示意图。
图7是本实用新型的光线追迹图。
图8是本实用新型的应用例图。
图中：1吸收体前板；2辅助圆筒；3吸收体主板；4吸收体后板；5激光吸收体安装孔； 6吸收反射面6；7主板水循环冷却系统出口； 8主板水循环冷却系统进口；9辅助圆筒水循环系统；10前板水循环系统串联装置；11出水口11；12进水口；13后板水循环系统串联装置13；14模拟射入光线；15模拟射出光线；16入射激光；17电机光闸；18高功率激光接收装置；19 反射激光。
具体实施方式
由图1、图2知，一种kW级激光光束吸收装置，包括吸收激光的吸收体主板3、辅助吸收激光的辅助圆筒2、承接吸收主板和辅助圆筒水路串接和固定作用的吸收体后板4与承接水路串接和阻挡杂散光作用的吸收体前板1，吸收体主板3的内部有水冷通道，尾部打磨成半圆形与辅助圆筒2配合；体辅助圆筒2的中间开有圆形槽用于放置吸收体主板3；吸收体前板1和吸收体后板4分别用螺丝固定在吸收体主板3的前后，所述的吸收体主板3、辅助圆筒2、吸收体前板1和吸收体后板4的水冷通道相互连通，并用O型圈密封，激光光束通过吸收体前板1进入吸收体后，入射到吸收体主板3上，由于吸收体主板3具有一定的反射能力，将部分激光反射到辅助圆筒2内壁，形成光线由吸收体主板3到辅助圆筒2内壁再到吸收体主板3的多次反射结构，最终热量经由吸收体内部的水冷带走；安装于吸收体前端的吸收体前板1有效阻止杂散光的外溢，激光吸收体的下方设有安装孔5，激光光束通过吸收体前板1进入吸收体后，入射到吸收体主板3上，由于吸收体主板3具有一定的反射能力，将部分激光反射到辅助圆筒2内壁，形成光线由吸收体主板3到辅助圆筒2内壁再到吸收体主板3的多次反射结构，最终热量经由吸收体内部的水冷带走；安装于吸收体前端的吸收体前板1可有效阻止杂散光的外溢。激光在吸收体主板3、辅助圆筒2和吸收体前板1之间被多次反射和吸收，最终被完全吸收，有效地防止了激光的向外反射。
由图3知，是本实用新型的激光吸收体主板示意图。所述的吸收体主板3由吸收主板和盖板焊接组成，盖板是吸收反射面6、吸收体主板3内设有主板水循环冷却系统出口7和主板水循环冷却系统进口8，底部设有螺纹孔。吸收反射面6由耐高温，导热性好的紫铜构成，吸收反射面6朝向激光入射方向，吸收反射面6长为123mm，与入射激光成12°。这样可以将入射的激光光束的照射面积增大，同时对激光能量部分吸收和部分反射到辅助圆筒上，吸收主板本身的水循环系统保证其在长时间工作的过程中快速的散热。辅助圆筒亦由紫铜构成，长120mm，外部直径60mm，内部直径30mm。被吸收主板反射的激光再次在辅助圆筒内壁进行吸收和反射，使吸收体更加充分的对激光能量进行逐次衰减和吸收。
由图4知，是本实用新型的激光吸收体辅助圆筒示意图。辅助圆筒2亦由紫铜构成，长120mm，外部直径60mm，内部直径30mm，其内为带有水槽的倒U型圆筒，内还设有辅助圆筒水循环系统9。
由图5知，是本实用新型的激光吸收体前板示意图。吸收体前板1由不锈钢构成，中心开孔直径为20mm，起到光阑的作用，前部设有前板水循环系统串联装置10。其后端面即与吸收辅助圆筒相连面会对欲射出吸收体的激光光束进行反射，将激光折返回吸收体腔中。
由图6知，是本实用新型的激光吸收体后板示意图。吸收体后板4的后表面设有水循环冷却用的出水口11、进水口12；前表面设有后板水循环系统串联装置13，与吸收体主板3和辅助圆筒2对接，为不锈钢材质。
由图7知，是本实用新型的光线追迹图。当模拟射入光线14入射到吸收体中时，激光在吸收反射面66、辅助圆筒2内壁和吸收体前板1之间被多次反射和吸收，其有效反射次数多大十数次。最终被完全吸收，模拟射出光线15几乎为零；有效地防止了激光的散射。由于吸收体的所有部分都承担激光光束的吸收工作，大大增加了吸收面，同时由各个部件组成了内部的水循环冷却系统，使得吸收体不仅外观美观，而且本身有快速散热的能力，可以保证长时间的工作。
实施例1：
由图8知，在大功率激光器内部用于控制激光加工过程中发射和中断。高功率激光接收装置18包括一个电动光闸17，用于改变激光的方向，入射激光16进入高功率激光接收装置18，在需要发射激光时电机光闸17旋转到垂直方向，激光光闸17反射后输出到激光加工位置；在需要激光中断时，电机光闸17旋转到水平方向将反射激光19挡住。本实例现已应用于我公司5000W大功率激光器产品中，完成了大功率激光光路的阻挡和吸收功能，同时在长时间工作状态下，亦无异常现象，稳定高效，防止了大功率激光对激光器内部环境的影响。
Claims (6)
1.一种kW级高功率激光接收装置，包括吸收激光的吸收体主板（3）、辅助吸收激光的辅助圆筒（2）、串接吸收主板和辅助圆筒水路并起固定作用的吸收体后板（4）与承接水路串接和阻挡杂散光作用的吸收体前板（1），吸收体主板（3）的内部有水冷通道，尾部打磨成半圆形与辅助圆筒（2）配合；辅助圆筒（2）的中间开有圆形槽用于放置吸收体主板（3）；吸收体前板（1）和吸收体后板（4）分别用螺丝固定在吸收体主板（3）的二端，其特征在于：所述的吸收体主板（3）、辅助圆筒（2）、吸收体前板（1）和吸收体后板（4）的水冷通道相互连通，并用O型圈密封，激光束通过吸收体前板（1）入射到吸收体主板（3）、辅助圆筒（2）内壁，多次反射吸收，阻止了激光的外射。
2.根据权利要求1所述的一种kW级高功率激光接收装置，其特征在于：所述的吸收体主板（3）由吸收主板和盖板焊接组成，盖板即是吸收反射面（6），吸收体主板（3）内设有主板水循环冷却系统出口（7）和主板水循环冷却系统进口（8），底部设有螺纹孔。
3.根据权利要求2所述的一种kW级高功率激光接收装置，其特征在于：所述的吸收反射面（6）由耐高温，导热性好的紫铜构成，吸收反射面（6）朝向激光入射方向，吸收反射面（6）长为123mm，与入射激光成12°。
4.根据权利要求1所述的一种kW级高功率激光接收装置，其特征在于：所述的辅助圆筒（2）亦由紫铜构成，长120mm，外部直径60mm，内部直径30mm，其内为带有水槽的倒U型圆筒，内还设有辅助圆筒水循环系统（9）。
5.根据权利要求1所述的一种kW级高功率激光接收装置，其特征在于：所述的吸收体后板（4）的后表面设有水循环冷却用的出水口（11）、进水口（12）；前表面设有后板水循环系统串联装置（13），与吸收体主板（3）和辅助圆筒（2）对接，为不锈钢材质。
6.根据权利要求1所述的一种kW级高功率激光接收装置，其特征在于：所述的吸收体前板（1）上开有20mm的圆孔，前部设有前板水循环系统串联装置（10）。
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