CN206369536U - 激光调光与光斑大小测量的构件、治具及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光调光与光斑大小测量的构件、采用该构件的治具及系统，该构件包括定位单元和投影单元，定位单元呈圆环状，其内环围成一用于定位激光光斑的中心定位孔；投影单元具有至少一个用于遮挡部分激光光束的投影部，各投影部均连接于定位单元的外环；各投影部均具有至少一个呈锯齿状的投影边部，各投影边部均沿定位单元的径向延伸；沿定位单元的径向，各相邻两锯齿之间的齿距均相同。本实施例提供的构件结构简单，制作成本较低，可快速准确地测定激光光斑的大小。采用该构件的治具及系统在测量激光光斑大小的同时，可实现激光的调光操作，操作简单、快捷，调光效果准确、高效。

Description

激光调光与光斑大小测量的构件、治具及系统

技术领域

本实用新型属于激光设备技术领域，具体涉及一种激光调光与光斑大小测量的构件、治具及系统。

背景技术

在光学设计中，通常都需要对各种激光器或其它发光体的光斑大小进行提前测量，以便于光机工程师根据光学设计图纸设计机械组件时，设计合理的通光孔径。尤其是在激光加工设备中，若通光孔径设计不合理，有时会造成挡光现象出现，激光通过时造成机械件由于吸收激光而发热变形，光学镜片参数变异等，最终导致整台设备异常或光纤头烧坏等现象。

近年来，激光制造行业顺应客户要求，多功能集成模块化的激光系统越来越多。因为其具有结构密封、集成度高、体积小、后续维护工作量小等特点，而多功能集成模块化的激光系统基本都需要保证激光光路与机械组件同轴，若不能保证出射光束与机械组件同轴，很可能也会造成激光挡光现象出现，尤其是激光功率很高时，会造成上述提到的机械件变形及光学镜片参数变异。但是由于机械组件在制造过程中会出现机械误差以及整个装配过程中会造成装配误差等，所以需要对出射光束的方向进行调节，让其尽量保证与机械组件同轴。

实用新型内容

本实用新型实施例涉及一种激光调光与光斑大小测量的构件、治具及系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种激光调光与光斑大小测量的构件，包括：

定位单元，所述定位单元呈圆环状，其内环围成一用于定位激光光斑的中心定位孔；

投影单元，其具有至少一个用于遮挡部分激光光束的投影部，各所述投影部均连接于所述定位单元的外环；各所述投影部均具有至少一个呈锯齿状的投影边部，各所述投影边部均沿所述定位单元的径向延伸；沿所述定位单元的径向，各相邻两锯齿之间的齿距均相同。

作为实施例之一，所述投影部为4个，4个所述投影部连接于所述定位单元上形成一十字状结构。

作为实施例之一，所述构件还包括连接单元，所述连接单元呈环状，所述投影单元连接于所述连接单元的内环。

作为实施例之一，所述投影单元与所述连接单元一体成型或可拆卸固连。

本实用新型实施例涉及一种激光调光与光斑大小测量的治具，包括如上所述的激光调光与光斑大小测量的构件；还包括将所述构件固定至激光出光路径上的外部配合件上的固定机构。

作为实施例之一，所述固定机构包括调光基准座，所述调光基准座呈圆柱环状，至少于其外环的一端设有用于与所述外部配合件连接的连接部，至少于其内环的一端加工形成有环形台阶，所述构件固定于其中一所述环形台阶上，且所述中心定位孔与所述调光基准座同轴设置。

作为实施例之一，所述构件通过一压紧环压紧在对应的所述环形台阶上，所述压紧环的外环与所述调光基准座的内环螺纹连接。

作为实施例之一，所述构件与对应的所述环形台阶的大直径段内壁间隙配合。

作为实施例之一，于所述调光基准座的外环两端均设有所述连接部；于所述调光基准座的内环两端均设有所述环形台阶。

本实用新型实施例涉及一种激光调光与光斑大小测量的系统，包括如上所述的激光调光与光斑大小测量的治具；还包括热敏相纸，所述调光基准座的远离所述构件的一端抵靠在所述热敏相纸上。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：通过调节激光光斑正中心与上述中心定位孔完全重合，激光在投射到投影平面上时，有部分激光光束被上述的投影部遮挡，进而在投影平面上形成的激光光斑中，形成有与投影边部形状相同的光斑影像，即锯齿状的激光投影光斑；由于相邻两锯齿之间的齿距相同，该齿距即可作为测量基准单位，通过确定在投影平面上留下的其中一组锯齿的数量乘以上述测量基准单位所得到的长度，再加上上述定位单元外环的半径，即可得到激光光斑的半径大小。本实施例提供的构件结构简单，制作成本较低，可快速准确地测定激光光斑的大小。采用该构件的治具及系统在测量激光光斑大小的同时，可实现激光的调光操作，操作简单、快捷，调光效果准确、高效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的激光调光与光斑大小测量的构件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的调光基准座的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光调光与光斑大小测量的治具的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1和图3，本实用新型实施例提供一种激光调光与光斑大小测量的构件2，包括定位单元23和投影单元，所述定位单元23呈圆环状，其内环围成一用于定位激光光斑的中心定位孔21；所述投影单元具有至少一个用于遮挡部分激光光束的投影部22，各所述投影部22均连接于所述定位单元23的外环；各所述投影部22均具有至少一个呈锯齿状的投影边部，各所述投影边部均沿所述定位单元23的径向延伸；沿所述定位单元23的径向，各相邻两锯齿之间的齿距均相同。实际使用时，在该构件2置于一投影平面(如热敏相纸)上方，通过调节激光光斑正中心与上述中心定位孔21完全重合，激光在投射到上述投影平面上时，有部分激光光束被上述的投影部22遮挡，进而在投影平面上形成的激光光斑中，形成有与投影边部形状相同的光斑影像，即锯齿状的激光投影光斑；由于相邻两锯齿之间的齿距相同，该齿距即可作为测量基准单位(如本实施例中，相邻两锯齿之间的齿距为1mm)，通过确定在投影平面上留下的其中一组锯齿的数量乘以上述测量基准单位所得到的长度，再加上上述定位单元23外环的半径，即可得到激光光斑的半径大小。本实施例提供的构件2结构简单，制作成本较低，可快速准确地测定激光光斑的大小。

接续上述构件2的结构，上述投影部22的数量优选为多个，以保证测量结果的准确性。如图1和图3，本实施例中，所述投影部22为4个，4个所述投影部22连接于所述定位单元23上形成一十字状结构。每个投影部22即为一个投影臂22，优选地，各投影部22均具有两个所述的投影边部，进一步提高测量结果的准确性。上述圆环状的定位单元23一方面起到定位激光光斑的作用，同时，用于连接上述的投影臂22。上述定位单元23与各投影部22优选为采用一体成型结构。当然，并不限于采用上述结构的投影部22，如上述投影单元可以为连接于定位单元23外环的圆环体，在该圆环体上镂空加工形成上述的呈锯齿状的投影边部，也可达到上述的技术效果。

接续上述构件2的结构，如图1和图3，上述的锯齿优选为采用尖牙状的齿，可进一步提高测量过程中的数据确定的准确性。在定位单元23的基础上，以定位单元23外环半径+n个测量基准单位(n＝1，2，3…)为半径依次向外作同心圆，则各锯齿的尖牙端均位于对应的同心圆上。本实施例中，基于激光光斑大小的一般范围，设定上述中心定位孔21的直径为0.5～1.5mm，不宜过大，以免激光大部分经由该中心定位孔21投影而影响测量效果；上述定位单元23外环的直径比中心定位孔21的直径略大，不宜过大，以免其遮挡大部分或全部的激光光束而影响测量效果，本实施例中，其直径为中心定位孔21直径的两倍；相邻两尖牙锯齿之间的齿距为1mm，可满足测量精度要求。

进一步地，如图1和图3，所述构件2还包括连接单元24，所述连接单元24呈环状，所述投影单元连接于所述连接单元24的内环。其中，优选地，该连接单元24为圆环状，且与定位单元23同心设置；该连接单元24一方面用于连接上述的投影单元及定位单元23，以便于将投影单元及定位单元23与其它设备连接，另一方面，该连接单元24可对杂散激光光束起到过滤作用，保证测量的准确性。本实施例中，该连接单元24的外环直径约为30mm。

进一步地，上述的定位单元23、投影单元与连接单元24可以为一体成型，以保证连接结构的稳定性，可以由不锈钢等材料通过激光切割或线切割形成。上述的投影单元与连接单元24也可以为可拆卸固连，对于这种结构，进一步优选为设置上述的投影单元还包括外连接环，各投影部22均与该外连接环的内环连接，该外连接环的外环与连接单元24连接；对于这种方式，一个连接单元24可适应于不同尺寸的投影单元及定位单元23，若以投影单元与定位单元23为一组合体(优选为一体成型)，即可采用多种规格的上述组合体，各组合体的上述外连接环的外环尺寸均相同，但外连接环的内环尺寸不同(也即投影部22或者说投影边部的长度不同)，或者定位单元23的外环尺寸不同，或者中心定位孔21的直径不同，从而适用于不同精度要求的激光光斑大小的测量。上述可拆卸固连的方式可以为螺纹连接方式等。

实施例二

如图2和图3，本实用新型实施例涉及一种激光调光与光斑大小测量的治具，其采用上述实施例一所提供的激光调光与光斑大小测量的构件2；进一步还包括将所述构件2固定至激光出光路径上的外部配合件上的固定机构。上述外部配合件根据所测的激光设备对象不同而不同，概括而言是使振镜出光口出射的激光光束转换路径的转接件，出射的激光光束不经过聚焦透镜而是进入上述治具进行调光操作及光斑大小测量操作；上述外部配合件的具体名称及结构是本领域技术人员根据实际情况可以确知的，此处不再赘述。

如图2和图3，所述固定机构包括调光基准座1，所述调光基准座1呈圆柱环状，至少于其外环的一端设有用于与外部配合件连接的连接部13，至少于其内环的一端加工形成有环形台阶12，所述构件2固定于其中一所述环形台阶12上，且所述中心定位孔21与所述调光基准座1同轴设置。该调光基准座1的内环即形成通光孔道11；对于加工有上述环形台阶12的端部，由外向内方向，大直径段和小直径段依次连接形成上述台阶12。上述构件2优选为采用包括上述的定位单元23、投影单元和连接单元24的构件2，该构件2与对应的环形台阶12的大直径段内壁精密间隙配合，从而能够方便快捷的安装、拆卸和更换构件2。调光基准座1与外部配合件的固定连接关系可采用常用的固定连接方式，本实施例中，上述连接部13为加工于调光基准座1外环上的螺纹部。

如图2和图3，上述构件2固定在环形台阶12的方式优选为：所述构件2通过一压紧环3压紧在对应的所述环形台阶12上，所述压紧环3的外环与所述调光基准座1的内环螺纹连接。该压紧环3的外端设置有扳手卡槽(已图示，未标注)，通过扳手卡在该扳手卡槽上，可较为方便的实现压紧环3与调光基准座1的螺纹固定连接关系，保证构件2被压紧在对应的环形台阶12上。当然，并不限于上述的固定方式，如可在环形台阶12上开设多个螺纹孔，通过多个螺钉将构件2固定在对应的环形台阶12上。本实施例中，该环形台阶12的高度比构件2的厚度略小，从而保证构件2与压紧环3的充分接触；一个具体实施例为，本实施例中，上述构件2的厚度为0.5mm，上述的环形台阶12的高度为0.4mm。

作为本实施例的一种优选结构，如图2，于所述调光基准座1的外环两端均设有所述连接部13；于所述调光基准座1的内环两端均设有所述环形台阶12。无疑义地，该调光基准座1两端的环形台阶12同轴设置；分别在两环形台阶12上固定上述构件2时，两构件2中的中心定位孔21是同轴的。通过依次在该调光基准座1两端安装构件2，依次测试激光的投影光斑，可判断激光设备的出射激光路线是否准直，若两次的投影光斑重合，则说明激光设备的出射激光路线是准直的，若两次的投影光斑不重合，则说明激光设备的出射激光路线不准直。

实施例三

本实用新型实施例涉及一种激光调光与光斑大小测量的系统，包括如上述实施例二所提供的激光调光与光斑大小测量的治具；还包括热敏相纸，所述调光基准座1的远离所述构件2的一端抵靠在所述热敏相纸上。

本实施例所提供的激光调光与光斑大小测量的治具及系统的使用方法如下：

(1)在调光基准座1的上端环形台阶12上固定构件2；

(2)调光基准座1的下端紧贴热敏相纸，并在热敏相纸上留下一环形印记，该环形印记的形状及尺寸与调光十字基准座下端的形状及尺寸相同；保证热敏相纸不能移动；

(3)出激光，观察在热敏相纸上所留下的激光光斑是否处于上述环形印记的正中心，通过判断激光光斑的位置判断激光出射的方向是否偏心，为调光操作提供依据；

(4)当调节至热敏相纸上所留下的激光光斑大致处于热敏相纸上的环形印记的正中心时，观察热敏相纸上的激光光斑正中心与构件2的中心定位孔21是否重合；

(5)当热敏相纸上的激光光斑正中心与构件2的中心定位孔21完全重合时，读取激光投影光斑在热敏相纸上留下的锯齿数量，计算得到激光光斑大小；

(6)取下上端构件2，在调光基准座1的下端环形台阶12上固定构件2；重复上述过程2～5，判断激光路线是否准直，并进行相应调光操作。

需要说明的是，上述过程中，每进行一次调光操作，都相应更换一张热敏相纸，保证两次出射的激光光斑不相互影响。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光调光与光斑大小测量的构件，其特征在于，包括：

定位单元，所述定位单元呈圆环状，其内环围成一用于定位激光光斑的中心定位孔；

投影单元，其具有至少一个用于遮挡部分激光光束的投影部，各所述投影部均连接于所述定位单元的外环；各所述投影部均具有至少一个呈锯齿状的投影边部，各所述投影边部均沿所述定位单元的径向延伸；沿所述定位单元的径向，各相邻两锯齿之间的齿距均相同。

2.如权利要求1所述的激光调光与光斑大小测量的构件，其特征在于：所述投影部为4个，4个所述投影部连接于所述定位单元上形成一十字状结构。

3.如权利要求1或2所述的激光调光与光斑大小测量的构件，其特征在于：还包括连接单元，所述连接单元呈环状，所述投影单元连接于所述连接单元的内环。

4.如权利要求3所述的激光调光与光斑大小测量的构件，其特征在于：所述投影单元与所述连接单元一体成型或可拆卸固连。

5.一种激光调光与光斑大小测量的治具，其特征在于：包括如权利要求1至4中任一项所述的激光调光与光斑大小测量的构件；

还包括将所述构件固定至激光出光路径上的外部配合件上的固定机构。

6.如权利要求5所述的激光调光与光斑大小测量的治具，其特征在于：所述固定机构包括调光基准座，所述调光基准座呈圆柱环状，至少于其外环的一端设有用于与所述外部配合件连接的连接部，至少于其内环的一端加工形成有环形台阶，所述构件固定于其中一所述环形台阶上，且所述中心定位孔与所述调光基准座同轴设置。

7.如权利要求6所述的激光调光与光斑大小测量的治具，其特征在于：所述构件通过一压紧环压紧在对应的所述环形台阶上，所述压紧环的外环与所述调光基准座的内环螺纹连接。

8.如权利要求6所述的激光调光与光斑大小测量的治具，其特征在于：于所述调光基准座的外环两端均设有所述连接部；于所述调光基准座的内环两端均设有所述环形台阶。

9.如权利要求6所述的激光调光与光斑大小测量的治具，其特征在于：所述构件与对应的所述环形台阶的大直径段内壁间隙配合。

10.一种激光调光与光斑大小测量的系统，其特征在于：包括如权利要求6至9中任一项所述的激光调光与光斑大小测量的治具；

还包括热敏相纸，所述调光基准座的远离所述构件的一端抵靠在所述热敏相纸上。