CN215645412U - 高功率激光器输出器件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光器技术领域，尤其是涉及一种高功率激光器输出器件，高功率激光器输出器件包括：输出主体，形成有用于穿设光纤的穿设腔；穿设腔形成有挡光面，挡光面能够阻挡经输出主体发射光束后产生的返回光；散热构件，包括第一导热部和散热部，导热部套设于输出主体。本申请提供的高功率激光器输出器件，不仅能够保证返回光导致输出器件升温后的散热需求，重要的是从根本上避免了水冷冷却的作业环境、水质等因素对激光器输出件的寿命产生影响，并且本高功率激光器输出器件具有更大的适用范围，对作业环境没有过多的要求，实用性更强。

Description

高功率激光器输出器件

技术领域

本申请涉及激光器技术领域，尤其是涉及一种高功率激光器输出器件。

背景技术

光纤激光器(Fiber Laser)是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出，光纤激光器应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接(铜焊、淬水、包层以及深度焊接)、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设，作为其他激光器的泵浦源等等。

激光输出器件作为光纤激光器的输出器件，具有一定的抗回反光的能力。在激光器应用于焊接时，激光输出器件的产品指标和环境适应性和性能直接影响焊接效果。

激光输出器件在用于焊接时，存在回反光会使输出器件温度升高，导致其烧毁，现有的激光输出器件常使用水循环来降低温度，存在水冷环境差的现象，水质不干净容易加速光纤损坏，影响激光输出器件使用寿命，而且需要作业现场必须能够提供冷却水的作业条件，导致激光输出器件的应用环境受限。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种高功率激光器输出器件，以在一定程度上解决现有技术中存在的现有的水冷激光输出器件存在水冷环境差的现象，水质不干净，容易加速对光纤的损坏，影响激光输出器件使用寿命的技术问题。

本申请提供了一种高功率激光器输出器件，包括：

输出主体，形成有用于穿设传能光纤的穿设腔；

挡光面，所述挡光面形成在所述穿设腔上且能够阻挡所述输出主体发射光束后产生的返回光；

散热构件，包括第一导热部和设置于所述第一导热部的散热部，所述第一导热部设置于所述输出主体。

在上述技术方案中，进一步地，所述输出主体包括主体部和输出部，所述输出部形成有用于与加工头适配连接的适配连接部；

所述挡光面形成于所述输出部与所述主体部之间。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述挡光面为粗糙表面。

在上述任一技术方案中，进一步地，在所述适配连接部与所述加工头处于适配连接的状态下，所述加工头不与所述挡光面对应在所述主体部的外壁面的位置接触。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述穿设腔包括：

第一腔体，形成于所述主体部，所述第一腔体内设置有光纤固定座；

第二腔体，形成于所述输出部，所述第二腔体与所述第一腔体连通，所述第二腔体的直径大于所述第一腔体的直径；

所述第一腔体与所述第二腔体交界的位置形成所述挡光面。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主体部面对所述第一腔体的壁面形成第二导热部，所述第一导热部套设于所述第二导热部，所述第一导热部与所述第二导热部适配连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述散热部包括多个沿所述第一导热部的长度方向间隔设置的散热翅片。

在上述任一技术方案中，进一步地，每一个所述散热翅片均具有环形结构，所述环形结构的内环与所述第一导热部连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述适配连接部形成有至少一个连接槽；

所述加工头形成有连接凸起，所述连接凸起能够与所述连接槽适配连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述高功率激光器输出器件还包括防尘圈，所述防尘圈套设于所述主体部；所述防尘圈设置于所述散热构件靠近所述输出部的一端部。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的高功率激光器输出器件包括：输出主体，形成有用于穿设光纤的穿设腔；穿设腔形成有挡光面，挡光面能够阻挡经输出主体发射光束后产生的返回光；散热构件，包括第一导热部和散热部，导热部套设于输出主体。

本申请提供的高功率激光器输出器件，不仅能够保证返回光导致输出器件升温后的散热需求，重要的是从根本上避免了水冷冷却的作业环境、水质等因素对激光器输出件的寿命产生影响，并且本高功率激光器输出器件具有更大的适用范围，对作业环境没有过多的要求，实用性更强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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他的附图。

图1为本申请实施例提供的高功率激光器输出器件的结构示意图；

图2为图1沿A-A的剖视图；

图3为图2提供的高功率激光器输出器件在M处的放大结构示意图；

图4为本申请实施例提供的散热构件的结构示意图。

附图标记：1-输出主体，101-主体部，102-输出部，103-第二导热部，104-第一腔体，105-第二腔体，2-散热构件，201-第一导热部，202-散热部，3-挡光面，4-传能光纤，5-适配连接部，6-连接槽，7-防尘圈，8-光纤固定座。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图1至图4描述根据本申请一些实施例所述的高功率激光器输出器件。

参见图1至图4所示，本申请的实施例提供了一种高功率激光器输出器件，适用于高功率1500W光纤激光器焊接系统，高功率激光器输出器件包括：输出主体1和散热构件2，输出主体1能够与加工头(图中未示出)连接，由加工头对焊接工件进行焊接。散热构件2能够对输出主体1进行散热，相较于现有的激光器采用水冷散热方式不同的是，本申请实施例中，散热构件2由自身进行散热或者配合风扇、空调等风冷装置进行散热，以下，将具体介绍本高功率激光器输出器件的结构。

具体的，输出主体1整体具有筒结构，输出主体1的内部中空，形成有穿设腔，穿设腔用于穿设传能光纤4，输出主体1包括相互连接或者具有一体结构的主体部101和输出部102，穿设腔分成相互连通的第一腔体104和第二腔体105两个部分，主体部101的内部形成第一腔体104，输出部102的内部形成第二腔体105，第二腔体105的直径大于第一腔体104的直径，使得第一腔体104与第二腔体105相互接近或者交界位置形成阶梯结构，阶梯结构朝向输出部102的开口的表面即为挡光面3，挡光面3的表面粗糙，当传能光纤4释放光束后有部分返回光经第二腔体105返回时在挡光面3发生漫反射，依次实现返回光被挡光面3阻挡，返回光在挡光面3的附近转化成废热，从而避免返回光进入第一腔体104内。

需要说明的是，第一腔体104内设置有光纤固定座8，光纤固定座8能够固定传能光纤4，以对传能光纤4的延伸方向进行导向，传能光纤4位于第一腔体104内的部分设置有受热后可能会燃烧的包覆层，传能光纤4面对第二腔体105的部分表面裸露，返回光对第二腔体105内的部分传能光纤4不会产生影响，返回光被挡光面3阻挡而不会进入第二腔体105内，也就避免了第二腔体105内的设置有包覆层的部分传能光纤4受热烧毁。

进一步地，散热构件2包括第一导热部201以及设置于第一导热部201上的散热部202，输出主体1的主体部101的筒结构的筒壁由具有较好的导热性的金属制成，例如铜、铝等，主体部101的筒壁作为第二导热部103，第一导热部201套设在第二导热部103上，而且由图3所示，挡光面3实际形成于第二导热部103，当返回光照射至挡光面3在挡光面3上转化为废热后，在第二导热部103的靠近挡光面3的部分产生热量，热量随即由第二导热部103传递至第一导热部201，随后由散热部202疏散至本高功率激光器输出器件以及散热构件2以外的部分。

进一步地，第一导热部201具有筒结构，能够套设在第二导热部103上，第一导热部201同样由具有导热性的金属材料制成，第一导热部201的内壁面形成有第一阶梯部，第二导热部103用于与第一导热部201贴合的表面形成有第二阶梯部，第一阶梯部与第二阶梯部相互适配，使得散热构件2能够套设在主体部101上并且两者之间能够尽可能地贴合，确保热量由第二导热部103与第一导热部201之间传递效果。

散热部202包括沿第一导热部201的长度方向顺次间隔设置的多个散热翅片，优选地，每一个散热翅片均具有环形结构，环形结构套设在第一导热部201的筒结构的外表面，这里的套设主要在于说明散热部202相对第一导热部201的位置关系，较佳地，散热部202与第一导热部201实际具有一体成型的一体式结构。优选地，环形结构的内部中空并且具有一定厚度，使得散热构件2具有较大的散热面积，也就是与本高功率激光器输出器件以外的外部环境的接触面积，散热部202相对第一导热部201和第二导热部103的温度较低，热量经由第二导热部103传递至第一导热部201后能够快速地传递至散热部202随后被疏散至本高功率激光器输出器件以外，以此实现散热。

需要说明的是，本高功率激光器输出器件尤其适用在不具备提供水冷冷却液的作业环境，通过自身散热的方式最大程度上扩大了本高功率激光器输出器件的适用场景，为提高散热效果以及散热效率，优选地，本高功率激光器输出器件还包括风冷装置，风冷装置可以为空调、风扇等，风冷装置的出风口靠近或朝向散热部202，一方面可以降低作业环境的温度，增大散热部202与第一导热部201之间的温差，另一方面，可以提高散热部202的周围环境的空气流动，以提高散热效果和散热效率。

进一步地，输出主体1的输出部102的外表面设置有用于连接加工头的适配连接部5，适配连接部5的外表面的形状与加工头的内壁面的形状适配，优选地，适配连接部5的表面形成有连接槽6，连接槽6包括成角度设置并相互连通的第一槽部和第二槽部，优选地，连接槽6具体可以为L型槽，加工头的表面形成有连接凸起，连接凸起的数量与连接槽6的数量相同，连接凸起能够在连接槽6内滑动，并且将加工头相对输出部102旋转一定角度时，连接凸起配合形成有拐角的连接槽6，两者能够相互锁定或解锁。

需要说明的是，在适配连接部5与加工头处于相互适配连接的状态下，加工头套设在适配连接部5(也就是输出部102)的外部，加工头的靠近散热构件2的一端与挡光面3对应在主体部101的外壁面的位置形成一定的距离，或者说，加工头的靠近散热构件2的一端与挡光面3在输出主体1的外壁面上的对应位置不接触，从而避免在挡光面3处产生的热量传递加工头，以此达到保护加工头的目的。

进一步地，本高功率激光器输出器件还包括套设在输出主体1的主体部101的防尘圈7，防尘圈7具体设置在散热构件2靠近输出部102的一端，防尘圈7呈蝶形，并且防尘圈7的外边缘朝向输出部102一侧靠近(或者说倾斜)，防尘圈7能够起到在进行焊接作业时有异物飞溅至散热构件2并沉积在散热构件2的表面，避免对散热构件2造成损伤，也避免影响散热构件2的散热效果。

综上所述，本申请提供的高功率激光器输出器件，不仅能够保证返回光导致输出器件升温后的散热需求，重要的是从根本上避免了水冷冷却的作业环境、水质等因素对激光器输出件的寿命产生影响，并且本高功率激光器输出器件具有更大的适用范围，对作业环境没有过多的要求，实用性更强。

经实际使检测，将本高功率激光器输出器件用于高功率1500W光纤激光器焊接系统中，焊接系统整体工作稳定，加工过程中，加工头和本高功率激光器输出器件的温度均小于40℃。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高功率激光器输出器件，其特征在于，包括：

输出主体，形成有用于穿设传能光纤的穿设腔；

挡光面，所述挡光面形成在所述穿设腔上且能够阻挡所述输出主体发射光束后产生的返回光；

散热构件，包括第一导热部和设置于所述第一导热部的散热部，所述第一导热部设置于所述输出主体。

2.根据权利要求1所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，所述输出主体包括主体部和输出部，所述输出部形成有用于与加工头适配连接的适配连接部；

所述挡光面形成于所述输出部与所述主体部之间。

3.根据权利要求1所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，所述挡光面为粗糙表面。

4.根据权利要求2所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，在所述适配连接部与所述加工头处于适配连接的状态下，所述加工头与所述挡光面在所述主体部的外壁面的对应位置不接触。

5.根据权利要求2所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，所述穿设腔包括：

第一腔体，形成于所述主体部；所述第一腔体内设置有光纤固定座；

第二腔体，形成于所述输出部，所述第二腔体与所述第一腔体连通，所述第二腔体的直径大于所述第一腔体的直径；

所述第一腔体与所述第二腔体交界的位置形成所述挡光面。

6.根据权利要求5所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，所述主体部面对所述第一腔体的壁面形成第二导热部，所述第一导热部套设于所述第二导热部，所述第一导热部与所述第二导热部适配连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，所述散热部包括多个沿所述第一导热部的长度方向间隔设置的散热翅片。

8.根据权利要求7所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，每一个所述散热翅片均具有环形结构，所述环形结构的内环与所述第一导热部连接。

9.根据权利要求2所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，所述适配连接部形成有至少一个连接槽；

所述加工头形成有连接凸起，所述连接凸起能够与所述连接槽适配连接。

10.根据权利要求2所述的高功率激光器输出器件，其特征在于，所述高功率激光器输出器件还包括防尘圈，所述防尘圈套设于所述主体部；所述防尘圈设置于所述散热构件靠近所述输出部的一端部。

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