CN208782232U - 偏振激光功率调节装置 - Google Patents

Abstract

一种偏振激光功率调节装置，包括光路组件、及角度调节机构；光路组件包括半波片、与半波片对应设置的偏振分束镜、及与偏振分束镜对应设置的光吸收器；角度调节机构包括支架、连接支架的驱动电机、连接支架的二夹筒座、转动设置在二夹筒座之间的容片筒、及安装在驱动电机的输出轴上的蜗杆；半波片安装在容片筒中；容片筒的外侧设有轮齿，轮齿设置在二夹筒座之间；蜗杆与容片筒外侧的轮齿啮合。通过角度调节机构调整半波片相对偏振分束镜的角度，可连续改变经过半波片后线振偏光中水平偏振与垂直偏振之间的比例，由于偏振分束镜对垂直偏振光具有全反作用，在无需对输出线偏振激光的激光器内部运行的条件下，可在较大范围内调节激光输出功率。

Description

偏振激光功率调节装置

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，特别是涉及一种偏振激光功率调节装置。

背景技术

激光是近代科学技术中的重大发明之一，其中，全固态激光器中，532nm绿光激光与355nm紫外激光应用于冷加工领域，在非金属以及精密加工中的应用价值尤其突出。随着全球对精细加工的需求日益增加，使得绿光、紫外激光器的应用领域不断扩大。

实际在有些应用中，激光器有时并不需要满功率输出，需要用到小功率的激光，传统技术一般通过降低电流的方式来降低激光输出功率。而根据固体激光器谐振腔特性，泵浦功率会影响激光晶体的热透镜焦距，所以激光器的输出激光只有在一段泵浦功率范围内是相对线性的。热透镜影响谐振腔参数后，除了输出功率的变化，还会有输出光斑大小、光束发散角的变化；谐振腔偏离设计值后，偏离越多，谐振腔会失调，失调后可能会出现激光输出不稳定等情况，导致激光器无法在较大范围内调节激光输出功率。

实用新型内容

基于此，有必要针对激光器的输出功率无法温度调节的问题，提供一种偏振激光功率调节装置。

一种偏振激光功率调节装置，包括：光路组件、及连接所述光路组件的角度调节机构；所述光路组件包括半波片、与所述半波片对应设置的偏振分束镜、及与所述偏振分束镜对应设置的光吸收器；所述角度调节机构包括支架、连接所述支架的驱动电机、连接所述支架的二夹筒座、转动设置在二所述夹筒座之间的容片筒、及安装在所述驱动电机的输出轴上的蜗杆；所述半波片安装在容片筒中；所述容片筒的外侧设有轮齿，所述轮齿设置在二所述夹筒座之间；所述蜗杆与所述容片筒外侧的轮齿啮合；线偏振激光经过所述半波片后，线振偏光的偏振方向发生调整，所述角度调节机构调整半波片相对偏振分束镜的角度，线振偏光在水平偏振与垂直偏振之间的比例连续转换，所述偏振分束镜对水平偏振光全透，对垂直偏振光全反；所述光吸收器对所述偏振分束镜反射的垂直偏振光进行吸收。

上述偏振激光功率调节装置，通过半波片与偏振分束镜对应设置，角度调节机构调整半波片相对偏振分束镜的角度，可连续改变经过半波片后线振偏光中水平偏振与垂直偏振之间的比例，由于偏振分束镜对垂直偏振光具有全反作用，从而对通过偏振激光功率调节装置的线偏振激光的功率进行调节，在无需对输出线偏振激光的激光器内部运行的条件下，可在较大范围内调节激光输出功率。

在其中一个实施例中，所述驱动电机主体的延伸方向平行于所述半波片所在平面，且所述驱动电机主体与所述半波片所在平面重合。

在其中一个实施例中，所述容片筒的一端内侧设有卡块，所述容片筒的另一端的内侧设有凸块，所述半波片安装在所述卡块与所述凸块之间；所述容片筒的另一端设有卡孔，所述角度调节机构还包括卡条，所述卡条的端部穿设在所述卡孔中，所述凸块将所述卡条扣合在所述容片筒内。

在其中一个实施例中，所述角度调节机构还包括垫圈，所述垫圈对应设置在所述半波片的边缘的一侧。

在其中一个实施例中，还包括保护壳，所述光路组件及所述角度调节机构设置在所述保护壳中，所述保护壳设有入射口及出射口；所述保护壳的入射口与所述半波片对应设置，所述保护壳的出射口与所述偏振分束镜对应设置。

在其中一个实施例中，还包括与所述偏振分束镜对应的可见光激光模块，所述可见光激光模块产生可见光激光束，可见光激光束照射至所述偏振分束镜的线偏振激光通光点，可见光激光束经所述偏振分束镜反射后，与线偏振激光重合，并从所述保护壳的出射口输出。

在其中一个实施例中，所述支架包括基底部、及连接所述基底部的支撑部；所述驱动电机安装在所述基底部上，二所述夹筒座相对设置在所述支撑部上。

在其中一个实施例中，所述支架还包括连接所述支撑部的定轴部，所述驱动电机的输出轴的端部转动穿设在所述定轴部中。

在其中一个实施例中，所述定轴部的内侧设有第二凹槽，所述容片筒外侧的轮齿部分容纳在所述第二凹槽中。

在其中一个实施例中，所述偏振分束镜以布氏角放置。

附图说明

图1为本实用新型的一较佳实施例的偏振激光功率调节装置的光路结构图；

图2为角度调节机构的立体示意图；

图3为角度调节机构在另一角度的立体示意图；

图4为图2所示的角度调节机构在隐藏支架后的立体示意图；

图5为半波片安装到容片筒上后的立体示意图；

图6为半波片从容片筒上分离后的分解示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1至图6，为本实用新型一较佳实施方式的偏振激光功率调节装置100，用于对输出线偏振激光的激光器的输出功率进行调节。该偏振激光功率调节装置100包括光路组件20、及连接光路组件20的角度调节机构30；光路组件20包括半波片21、与半波片21对应设置的偏振分束镜22、及与偏振分束镜22对应设置的光吸收器23；角度调节机构30包括支架31、连接支架31的驱动电机32、连接支架31的二夹筒座33、转动设置在二夹筒座33之间的容片筒34、及安装在驱动电机32的输出轴上的蜗杆35；半波片21安装在容片筒34中；容片筒34的外侧设有轮齿，轮齿设置在二夹筒座33之间；蜗杆35与容片筒34外侧的轮齿啮合；线偏振激光经过半波片21后，线振偏光的偏振方向发生调整，通过角度调节机构30调整半波片21相对偏振分束镜22的角度，线振偏光在水平偏振与垂直偏振之间的比例连续转换，偏振分束镜22对水平偏振光全透，对垂直偏振光全反；光吸收器23对偏振分束镜22反射的垂直偏振光进行吸收。

通过半波片21与偏振分束镜22对应设置，角度调节机构30调整半波片21相对偏振分束镜22的角度，可连续改变经过半波片21后线振偏光中水平偏振与垂直偏振之间的比例，由于偏振分束镜22对垂直偏振光具有全反作用，从而对通过偏振激光功率调节装置100的线偏振激光的功率进行调节，在无需对输出线偏振激光的激光器内部运行的条件下，可在较大范围内调节激光输出功率。

进一步地，由于蜗杆35装在驱动电机32的输出轴上，且蜗杆35与容片筒34外侧的轮齿啮合，在驱动动电机的输出轴的转速相同的条件下，令容片筒34处于较低的转速，从而使能精确调节半波片21的角度。

请参阅图2至图4，在其中一个实施方式中，为减少角度调节机构30的厚度，令偏振激光功率调节装置100结构紧凑，驱动电机32主体的延伸方向平行于半波片21所在平面，且驱动电机32主体与半波片21所在平面重合，从而减少角度调节机构30的厚度，令偏振激光功率调节装置100结构紧凑。

请参阅图5及图6，在其中一个实施方式中，为方便将半波片21安装到容片筒34内，容片筒34的一端内侧设有卡块341，容片筒34的另一端的内侧设有凸块342，半波片21安装在卡块341与凸块342之间，为避免半波片21从容片筒34内松脱，容片筒34的另一端设有卡孔343，角度调节机构30还包括卡条36，卡条36的端部穿设在卡孔343中，凸块342将卡条36扣合在容片筒34内；具体地，半波片21上设有与凸块342对应的第一凹槽210，半波片21通过第一凹槽210避开凸块342的阻挡放置到容片筒34中，通过弯曲开条，令卡条36的端部卡入卡孔343，然后将卡条36扣合至凸块342内侧，从而能方便地将半波片21安装到容片筒34内。

在其中一个实施方式中，为避免半波片21相对容片筒34转动或晃动，角度调节机构30还包括垫圈37，垫圈37对应设置在半波片21的边缘的一侧；在本实施方式中，垫圈37设置在半波片21与卡条36之间，由于受到垫圈37的挤压，令半波片21的另一侧可靠地贴合到卡块341上，从而避免半波片21相对容片筒34转动或晃动。

请参阅图1，在其中一个实施方式中，为避免半波片21及偏振分束镜22受到污损，偏振激光功率调节装置100还包括保护壳40，光路组件20及角度调节机构30设置在保护壳40中，保护壳40设有入射口401及出射口402；保护壳40的入射口401与半波片21对应设置，保护壳40的出射口402与偏振分束镜22对应设置；由于受到保护壳40的防护，从而减少半波片21及偏振分束镜22受到污损的机会，提高减少半波片21及偏振分束镜22的使用寿命。

在其中一个实施方式中，偏振激光功率调节装置100应用在输出非可见线偏振激光的激光器的输出功率进行调节，为使线偏振激光输出前，能令偏振激光功率调节装置100的出射点准确对应工件，偏振激光功率调节装置100还包括与偏振分束镜22对应的可见光激光模块50，可见光激光模块50产生可见光激光束，可见光激光束照射至偏振分束镜22的线偏振激光通光点，可见光激光束经偏振分束镜22反射后，与线偏振激光重合，并从保护壳40的出射口402输出；具体地，可见光激光模块50产生功率较低的可见光激光束，根据可见光激光束，使用者可清楚地判断线偏振激光的出射点是否与工件准确对应；具体地，可见光激光模块50产生红光激光束。

请再次参阅图2及图3，在其中一个实施方式中，为使驱动电机32相对夹筒座33固定，支架31包括基底部310、及连接基底部310的支撑部311；驱动电机32安装在基底部310上，二夹筒座33相对设置在支撑部311上。

在其中一个实施方式中，为提高容片筒34与蜗杆35之间的传动稳定性，支架31还包括连接支撑部311的定轴部312，驱动电机32的输出轴的端部转动穿设在定轴部312中，从而令蜗杆35能与容片筒34外的轮齿保持贴合，避免蜗杆35相对容片筒34外侧的轮齿偏离。

在其中一个实施方式中，为避免定轴部312对轮齿的转动造成影响，定轴部312的内侧设有第二凹槽313，容片筒34外侧的轮齿部分容纳在第二凹槽313中。

在其中一个实施方式中，为使垂直偏振光经偏振分束镜22反射至光吸收器23，同时减少水平偏振光的反射，偏振分束镜22以布氏角放置；具体地，线偏振激光以垂直半波片21的方向入射，偏振分束镜22与半波片21垂线间的夹角为布氏角。

由于现有工业应用的全固态激光器中，532nm、355nm等倍频合频的光基本通过KTP、LBO、BBO等倍频晶体倍频1064nm基频光来实现，基本都是线偏振激光，故本实用新型的偏振激光功率调节装置100具有较广的适用性；若输出线偏振激光的激光器的输出功率过大时，通过驱动电机32转动容片筒34，令半波片21相对偏振分束镜22的角度调整，使偏振激光功率调节装置100输出适宜的激光功率；由于半波片21能改变线偏振光的偏振方向，在转动半波片21时，线偏振光在完全水平偏振和完全垂直偏振之间连续转换，处于完全水平偏振与完全垂直偏振之间的线偏振光可以等效为部分水平偏振光和部分垂直偏振光的合成光；由于偏振分束镜22水平偏振全透，对垂直偏振光全反，通过调节线偏振光中，水平偏振光的比例，即可控制通过偏振分束镜22的线偏振激光的输出功率强度。

本实施例中，通过半波片与偏振分束镜对应设置，角度调节机构调整半波片相对偏振分束镜的角度，可连续改变经过半波片后线振偏光中水平偏振与垂直偏振之间的比例，由于偏振分束镜对垂直偏振光具有全反作用，从而对通过偏振激光功率调节装置的线偏振激光的功率进行调节，在无需对输出线偏振激光的激光器内部运行的条件下，可在较大范围内调节激光输出功率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种偏振激光功率调节装置，其特征在于，包括：光路组件、及连接所述光路组件的角度调节机构；所述光路组件包括半波片、与所述半波片对应设置的偏振分束镜、及与所述偏振分束镜对应设置的光吸收器；所述角度调节机构包括支架、连接所述支架的驱动电机、连接所述支架的二夹筒座、转动设置在二所述夹筒座之间的容片筒、及安装在所述驱动电机的输出轴上的蜗杆；所述半波片安装在容片筒中；所述容片筒的外侧设有轮齿，所述轮齿设置在二所述夹筒座之间；所述蜗杆与所述容片筒外侧的轮齿啮合；线偏振激光经过所述半波片后，线振偏光的偏振方向发生调整，所述角度调节机构调整半波片相对偏振分束镜的角度，线振偏光在水平偏振与垂直偏振之间的比例连续转换，所述偏振分束镜对水平偏振光全透，对垂直偏振光全反；所述光吸收器对所述偏振分束镜反射的垂直偏振光进行吸收。

2.根据权利要求1所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，所述驱动电机主体的延伸方向平行于所述半波片所在平面，且所述驱动电机主体与所述半波片所在平面重合。

3.根据权利要求1所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，所述容片筒的一端内侧设有卡块，所述容片筒的另一端的内侧设有凸块，所述半波片安装在所述卡块与所述凸块之间；所述容片筒的另一端设有卡孔，所述角度调节机构还包括卡条，所述卡条的端部穿设在所述卡孔中，所述凸块将所述卡条扣合在所述容片筒内。

4.根据权利要求3所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，所述角度调节机构还包括垫圈，所述垫圈对应设置在所述半波片的边缘的一侧。

5.根据权利要求1所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，还包括保护壳，所述光路组件及所述角度调节机构设置在所述保护壳中，所述保护壳设有入射口及出射口；所述保护壳的入射口与所述半波片对应设置，所述保护壳的出射口与所述偏振分束镜对应设置。

6.根据权利要求5所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，还包括与所述偏振分束镜对应的可见光激光模块，所述可见光激光模块产生可见光激光束，可见光激光束照射至所述偏振分束镜的线偏振激光通光点，可见光激光束经所述偏振分束镜反射后，与线偏振激光重合，并从所述保护壳的出射口输出。

7.根据权利要求1所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，所述支架包括基底部、及连接所述基底部的支撑部；所述驱动电机安装在所述基底部上，二所述夹筒座相对设置在所述支撑部上。

8.根据权利要求7所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，所述支架还包括连接所述支撑部的定轴部，所述驱动电机的输出轴的端部转动穿设在所述定轴部中。

9.根据权利要求8所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，所述定轴部的内侧设有第二凹槽，所述容片筒外侧的轮齿部分容纳在所述第二凹槽中。

10.根据权利要求1所述的偏振激光功率调节装置，其特征在于，所述偏振分束镜以布氏角放置。