CN213780561U - 一种激光分光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光分光装置，包括机箱、入射光耦合器以及多个出射光耦合器；所述机箱内还设有反射镜组件、以及用于驱动反射镜组件在机箱内进行滑动的驱动机构；反射镜组件包括滑动设置在机箱内的镜片支架、以及安装在镜片支架上的反射镜片；驱动机构能够驱动镜片机架上的反射镜片与任意一个出射光耦合器相配位，以实现反射镜片与多个出射光耦合器之间的切换；还包括PLC控制器，步进电机与PLC控制器电连接。该激光分光装置结构简单，稳定可靠，扩展性强，只需增加相应输出侧的光耦合器，同时调整反射镜组件的位置，即可增加输出光纤的数量，真正实现一机多用，提高了光纤传输类激光器的使用效率，使激光分光系统做到即加即用。

Description

一种激光分光装置

技术领域

本实用新型涉及激光分光技术领域，更具体地说，它涉及一种激光分光装置。

背景技术

现存激光光纤输出方式中，大部分以一对一专机专用为主，即一个激光器对应一个加工头，该加工头用于输出激光加工产品，当第一个产品加工完了之后，就要换第二个产品，此时为上下料阶段；当该加工头处于上下料阶段时，此时激光器为闲置状态，激光器利用率不高，市面上也陆续出现一些分光机构，但大多费用高昂，扩展性不强，安装使用颇为繁琐。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型在于提供一种激光分光装置，该激光分光装置结构简单，稳定可靠，扩展性强，提高了光纤传输类激光器的使用效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种激光分光装置，包括机箱、设置在所述机箱内的多个出射光耦合器，多个出射光耦合器的一侧设置有入射光耦合器，激光经过入射光耦合器射出形成入射光束；所述入射光耦合器的外侧端设有入射光纤接口，入射光耦合器的内侧端安装有第一耦合镜片；所述出射光耦合器的外侧端设有出射光纤接口，出射光耦合器的内侧端安装有第二耦合镜片；

所述机箱内还设有反射镜组件、以及用于驱动所述反射镜组件在机箱内进行滑动的驱动机构；所述反射镜组件包括滑动设置在所述机箱内的镜片支架、以及安装在所述镜片支架上的反射镜片；所述驱动机构包括转动设置在机箱内的丝杠，所述丝杠的一端安装有步进电机，所述镜片支架套设在所述丝杠上，且所述镜片机架与所述丝杠螺纹连接；步进电机转动并带动丝杠转动，丝杠转动并驱动镜片机架和反射镜片在机箱内沿入射光束进行移动，且丝杠能够驱动镜片机架上的反射镜片与任意一个出射光耦合器相配位，以实现反射镜片与多个出射光耦合器之间的切换；还包括PLC控制器，所述步进电机与所述PLC控制器电连接；

激光经过入射光纤接口进入入射光耦合器，并经过第一耦合镜片射出形成入射光束；入射光束经反射镜片反射形成反射光束，反射光束经过第二耦合镜片进入出射光耦合器，并经过出射光纤接口射出。

光耦合器里安装有耦合镜片，耦合镜片可将从耦合镜片焦点处发射出来的发散光整形为平行光，也可将平行光聚焦在该耦合镜片的焦点处。入射光耦合器的一侧设置激光发生器，激光发射器发射出发散光束，该发散光束经过入射光纤接口进入入射光耦合器，并经过第一耦合镜片射出形成入射光束，第一耦合镜片将其整形为平行光；入射光束经反射镜片反射形成反射光束，该反射光束经过第二耦合镜片进入出射光耦合器，第二耦合镜片将反射光束聚焦于出射光纤接口处，并经过该出射光纤接口射出，即完成了光的耦合输出。通过步进电机的驱动，可以使反射镜组件与不同的出射光耦合器相配位，进而能够使反射光束从不同的出射光耦合器上的出射光纤接口射出。

该激光分光装置结构简单，稳定可靠，扩展性强，只需增加相应输出侧的光耦合器(即出射光耦合器)，同时调整反射镜组件的位置，即可增加输出光纤的数量，真正实现一机多用，提高了光纤传输类激光器的使用效率，使激光分光系统做到即加即用。

作为优选，所述入射光耦合器包括内部形成第一空腔的第一耦合器主体，所述第一耦合器主体的外侧端设置与所述第一空腔相连通的所述入射光纤接口，所述耦合器主体的内侧端开设有第一安装孔，所述第一耦合镜片安装在所述第一安装孔内；所述出射光耦合器包括内部形成第二空腔的第二耦合器主体，所述第二耦合器主体的外侧端设置与所述第二空腔的相连通的所述出射光纤接口，所述第二耦合器主体的内侧端开设有第二安装孔，所述第二耦合镜片安装在所述第二安装孔内。

作为优选，所述第二耦合镜片的镜面与所述反射光束垂直。

作为优选，所述第一安装孔内设有内螺纹，所述内螺纹上螺纹连接有第一环形压板，第一耦合镜片的内侧端与所述第一环形压板相抵；所述第二安装孔内设有内螺纹，所述内螺纹上螺纹连接有第二环形压板，第二耦合镜片的内侧端与所述第二环形压板相抵。

作为优选，所述镜片支架通过直线导轨或者导槽滑动设置在所述机箱内。

作为优选，所述反射镜片为45°全反射镜片。

作为优选，多个所述出射光耦合器沿直线间隔布置，该直线与入射光束相互平行。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、该激光分光装置结构简单，稳定可靠，扩展性强，只需增加相应输出侧的光耦合器，同时调整反射镜组件的位置，即可增加输出光纤的数量，真正实现一机多用，提高了光纤传输类激光器的使用效率，使激光分光系统做到即加即用；

2、该激光分光装置上的第二耦合镜片的镜面与反射光束垂直，如此，可以防止激光反射角度偏差烧毁出射光纤。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的另一个视角的结构示意图；

图3为该激光分光装置隐去侧板和顶板的结构示意图；

图4为出射光耦合器的结构示意图；

图5为出射光耦合器的截面图；

图6为入射光耦合器的结构示意图；

图7为入射光耦合器的截面图。

附图标记：1、机箱；2、出射光耦合器；3、入射光耦合器；4、入射光纤接口；5、第一耦合镜片；6、出射光纤接口；7、第二耦合镜片；8、反射镜组件；10、反射镜片；11、直线导轨；12、丝杠；13、步进电机；14、PLC控制器；15、步进电机驱动器；16、第一空腔；17、第二空腔；18、第一环形压板；19、第二环形压板；20、底座；21、镜片安装板；22、电气通口。

具体实施方式

参照附图对本实用新型做进一步说明。

本实施例公开了一种激光分光装置，如图1～7所示，包括机箱1、设置在机箱1内的多个出射光耦合器2，多个出射光耦合器2的一侧设置有入射光耦合器3，激光经过入射光耦合器3射出形成入射光束，机箱1的外侧壁上还开设有电气通口22；入射光耦合器3的外侧端设有入射光纤接口4，入射光纤接口4穿过机箱1伸出至机箱1的外侧，入射光耦合器3的内侧端安装有第一耦合镜片5；出射光耦合器2的外侧端设有出射光纤接口6，出射光纤接口6穿过机箱1伸出至机箱1的外侧，出射光耦合器2的内侧端安装有第二耦合镜片7；机箱1内还设有反射镜组件8、以及用于驱动反射镜组件8在机箱1内进行滑动的驱动机构；反射镜组件8包括滑动设置在机箱1内的镜片支架、以及安装在镜片支架上的反射镜片10，镜片支架通过直线导轨11或者导槽滑动设置在机箱1内；驱动机构包括转动设置在机箱1内的丝杠12，丝杠12的一端安装有步进电机13，镜片支架套设在丝杠12上，且镜片支架与丝杠12螺纹连接；步进电机13转动并带动丝杠12转动，丝杠12转动并驱动镜片机架和反射镜片10在机箱1内沿入射光束进行移动，且丝杠12能够驱动镜片机架上的反射镜片10与任意一个出射光耦合器2相配位，以实现反射镜片10与多个出射光耦合器2之间的切换；还包括PLC控制器14，步进电机13与PLC控制器14电连接；激光经过入射光纤接口4进入入射光耦合器3，并经过第一耦合镜片5射出形成入射光束；入射光束经反射镜片10反射形成反射光束，反射光束经过第二耦合镜片7进入出射光耦合器2，并经过出射光纤接口6射出。

上述技术方案中，作为一种实施方式，机箱1内设置有三个出射光耦合器，分别为出射光耦合器1、出射光耦合器2以及出射光耦合器3；第一次调试好反射镜片10相对于出射光耦合器1、2、3的位置后，将该位置坐标写入PLC程序中，后续通过I/O信号口与PLC控制器14进行交互，PLC控制器14即会根据对应信号，通过控制步进电机13驱动器，驱动步进电机13转动，使反射镜组件8在丝杠12的带动下，到达与出射光耦合器1\2\3对应的位置，完成出射耦合器1\2\3之间的光路切换。

光耦合器里安装有耦合镜片，耦合镜片可将从耦合镜片焦点处发射出来的发散光整形为平行光，也可将平行光聚焦在该耦合镜片的焦点处。入射光耦合器3的一侧设置激光发生器，激光发射器发射出发散光束，该发散光束经过入射光纤接口4进入入射光耦合器3，并经过第一耦合镜片5射出形成入射光束，第一耦合镜片5将其整形为平行光；入射光束经反射镜片10反射形成反射光束，该反射光束经过第二耦合镜片7进入出射光耦合器2，第二耦合镜片7将反射光束聚焦于出射光纤接口6处，并经过该出射光纤接口6射出，即完成了光的耦合输出。PLC控制器14控制步进电机13转动，步进电机13转动可以使反射镜组件8与不同的出射光耦合器2相配位，进而能够使反射光束从不同的出射光耦合器2上的出射光纤接口6射出。

该激光分光装置结构简单，稳定可靠，扩展性强，只需增加相应输出侧的光耦合器(即出射光耦合器2)，每个出射光耦合器对应一个加工头，同时调整反射镜组件8的位置，即可增加输出光纤的数量，真正实现一机多用，提高了光纤传输类激光器的使用效率，使激光分光系统做到即加即用。在实际的工作过程中，若反射镜片配位的出射光耦合器所对应的加工头处于上料阶段时，通过步进电机的驱动使反射镜片移位并与其他的出射光耦合器进行配位，进而提高了光纤传输类激光器的使用效率。

上述技术方案中，其中，入射光耦合器3包括内部形成第一空腔16的第一耦合器主体，第一耦合器主体的外侧端设置与第一空腔16相连通的入射光纤接口4，第一耦合器主体的内侧端开设有第一安装孔，第一耦合镜片5安装在第一安装孔内；出射光耦合器2包括内部形成第二空腔17的第二耦合器主体，第二耦合器主体的外侧端设置与第二空腔17的相连通的出射光纤接口6，第二耦合器主体的内侧端开设有第二安装孔，第二耦合镜片7安装在第二安装孔内。对于耦合镜片的安装方式并没有特别的限制，以操作简单为宜，具体的，第一耦合器主体的第一安装孔内设有内螺纹，内螺纹上螺纹连接有第一环形压板18，第一耦合镜片5的外侧端与第二耦合器主体的内侧壁相抵，第一耦合镜片5的内侧端与第一环形压板18相抵；第二耦合器主体上的第二安装孔内设有内螺纹，内螺纹上螺纹连接有第二环形压板19，第二耦合镜片7的外侧端与第二耦合器主体的内侧壁相抵，第二耦合镜片7的内侧端与第二环形压板19相抵。如此，使得第一耦合镜片5和第二耦合镜片7的组装更加的方便和快捷。

作为优选，第二耦合镜片7的镜面与反射光束垂直。如此，可以防止激光反射角度偏差烧毁出射光纤。

其中，反射镜片10为45°全反射镜片10。多个出射光耦合器2沿直线间隔布置，该直线与入射光束相互平行，且反射镜片10的镜面与入射光束的夹角为45度，使得反射镜片10的镜面与反射光束的夹角亦为45度，入射光束发射至反射镜片10，反射镜片10将该入射光束发射角度调转90°反射至出射光耦合器2。

上述技术方案中，镜片支架包括滑动设置在机箱1内的底座20，底座20套设在丝杠12上，且底座20与丝杠12螺纹连接，底座20的下端还开设有滑槽，直线导轨11嵌入该滑槽内，在步进电机13的驱动下，丝杠12转动并带动底座20在机箱1内沿直线滑轨进行滑动。同时，底座20的上端固定有镜片安装板21，镜片安装板21上开设有第三安装孔，反射镜片10安装在第三安装孔内。

本实用新型中，以机箱1的中心为内，机箱1中心的四周为外。机箱1包括底板、多个侧板以及设置在上端的顶板，出射光耦合器2、入射光耦合器3、反射镜组8、步进电机13、PLC控制器14以及步进电机驱动器15均安装在底板上。

本具体实施例中的指定方向仅仅是为了便于表述各部件之间位置关系以及相互配合的关系。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种激光分光装置，其特征是：包括机箱(1)、设置在所述机箱(1)内的多个出射光耦合器(2)，多个出射光耦合器(2)的一侧设置有入射光耦合器(3)，激光经过入射光耦合器(3)射出形成入射光束；所述入射光耦合器(3)的外侧端设有入射光纤接口(4)，入射光耦合器(3)的内侧端安装有第一耦合镜片(5)；所述出射光耦合器(2)的外侧端设有出射光纤接口(6)，出射光耦合器(2)的内侧端安装有第二耦合镜片(7)；

所述机箱(1)内还设有反射镜组件(8)、以及用于驱动所述反射镜组件(8)在机箱(1)内进行滑动的驱动机构；所述反射镜组件(8)包括滑动设置在所述机箱(1)内的镜片支架、以及安装在所述镜片支架上的反射镜片(10)；所述驱动机构包括转动设置在机箱(1)内的丝杠(12)，所述丝杠(12)的一端安装有步进电机(13)，所述镜片机架套设在所述丝杠(12)上，且所述镜片机架与所述丝杠(12)螺纹连接；步进电机(13)转动并带动丝杠(12)转动，丝杠(12)转动并驱动镜片机架和反射镜片(10)在机箱(1)内沿入射光束进行移动，且丝杠(12)能够驱动镜片机架上的反射镜片(10)与任意一个出射光耦合器(2)相配位，以实现反射镜片(10)与多个出射光耦合器(2)之间的切换；还包括PLC控制器(14)，所述步进电机(13)与所述PLC控制器(14)电连接；

激光经过入射光纤接口(4)进入入射光耦合器(3)，并经过第一耦合镜片(5)射出形成入射光束；入射光束经反射镜片(10)反射形成反射光束，反射光束经过第二耦合镜片(7)进入出射光耦合器(2)，并经过出射光纤接口(6)射出。

2.根据权利要求1所述的激光分光装置，其特征是：所述入射光耦合器(3)包括内部形成第一空腔(16)的第一耦合器主体，所述第一耦合器主体的外侧端设置与所述第一空腔(16)相连通的所述入射光纤接口(4)，所述耦合器主体的内侧端开设有第一安装孔，所述第一耦合镜片(5)安装在所述第一安装孔内；所述出射光耦合器(2)包括内部形成第二空腔(17)的第二耦合器主体，所述第二耦合器主体的外侧端设置与所述第二空腔(17)的相连通的所述出射光纤接口(6)，所述第二耦合器主体的内侧端开设有第二安装孔，所述第二耦合镜片(7)安装在所述第二安装孔内。

3.根据权利要求1或2所述的激光分光装置，其特征是：所述第二耦合镜片(7)的镜面与所述反射光束垂直。

4.根据权利要求2所述的激光分光装置，其特征是：所述第一安装孔内设有内螺纹，所述内螺纹上螺纹连接有第一环形压板(18)，第一耦合镜片(5)的内侧端与所述第一环形压板(18)相抵；所述第二安装孔内设有内螺纹，所述内螺纹上螺纹连接有第二环形压板(19)，第二耦合镜片(7)的内侧端与所述第二环形压板(19)相抵。

5.根据权利要求1所述的激光分光装置，其特征是：所述镜片支架通过直线导轨(11)或者导槽滑动设置在所述机箱(1)内。

6.根据权利要求1所述的激光分光装置，其特征是：所述反射镜片(10)为45°全反射镜片(10)。

7.根据权利要求1所述的激光分光装置，其特征是：多个所述出射光耦合器(2)沿直线间隔布置，该直线与入射光束相互平行。

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