CN216385985U - 一种激光能量衰减器及分析设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光束分析技术领域，具体公开了一种激光能量衰减器及分析设备。该能量衰减器用于衰减激光束的能量，包括设有光路入口和光路出口的衰减器框架，衰减器框架安装有第一棱镜、第二棱镜和第一吸光块，第一棱镜包括第一侧面，其余面均被遮挡，第二棱镜包括第二侧面，其余面均被遮挡；第一侧面位于光路入口一侧，第二侧面位于第一侧面的反射光的出光方向上，光路入口和第一框架孔分居于第一棱镜两侧，第一吸光块用于吸收从第一棱镜折射并穿过衰减器框架上的第一框架孔的折射光，光路出口开设于第二侧面的反射光的出光方向上。该能量衰减器的棱镜遮光设计避免了不必要的光反射与散射，避免了杂光的干扰，保证了后续分析结果的准确性。

Description

一种激光能量衰减器及分析设备

技术领域

本实用新型涉及光束分析技术领域，尤其涉及一种激光能量衰减器及分析设备。

背景技术

在激光美容行业中，为了了解激光治疗设备发射的激光束的质量，如光束均匀性、光斑尺寸、能量分布等，需要用光束分析仪进行检测分析。而且由于从激光器中直接发出的激光能量太强，无法直接被光束分析仪的CCD(Charge-coupled Device，感光元件)传感器所接收，故需要在入射光束分析仪前经过激光能量衰减处理。

在现有技术中，多采用楔形镜片进行两次反射的方式将光束分开，但是楔形镜片的楔形角度通常比较小，常见的角度值为10度左右。激光在经过镜片斜面和直角面的反射之后，从每一个面反射的光束之间的分开角度并不大，形成的光斑相互影响，影响了光束分析仪的测量；同时此类方法无法起到遮光的效果，难以保证其他不必要的光反射或折射到衰减装置中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光能量衰减器及分析设备，以避免杂光干扰的情况发生。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种激光能量衰减器，用于衰减激光束的能量，包括衰减器框架，所述衰减器框架设有光路入口和光路出口，所述衰减器框架安装有第一棱镜、第二棱镜和第一吸光块，所述第一棱镜包括第一侧面，所述第一棱镜除所述第一侧面以外的所有面均被遮挡，所述第二棱镜包括第二侧面，所述第二棱镜除所述第二侧面以外的所有面均被遮挡；所述第一侧面位于所述光路入口的一侧，所述第二侧面位于所述第一侧面的反射光的出光方向上，所述衰减器框架开设有第一框架孔，所述光路入口和所述第一框架孔分居于所述第一棱镜的两侧，所述第一吸光块用于吸收从所述第一棱镜折射并穿过所述第一框架孔的折射光，所述光路出口开设于所述第二侧面的反射光的出光方向上；穿过所述光路入口的所述激光束经所述第一侧面和所述第二侧面的连续反射后穿出所述光路出口，能量发生衰减。

其中，所述第一棱镜和所述第二棱镜均为石英镜片。

进一步地，所述第一棱镜和所述第二棱镜均为直角棱镜。

优选地，所述第一侧面与所述第二侧面的反射系数均处于3％-5％之间。

优选地，所述衰减器框架开设有第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一棱镜穿接于所述第一容纳腔，所述第二棱镜穿接于所述第二容纳腔；所述光路入口连通所述第一容纳腔，所述光路出口连通所述第二容纳腔，所述第一容纳腔与所述第二容纳腔通过框架连通孔连通。

优选地，所述激光能量衰减器还包括两个第一盖板，所述第一容纳腔的两端均连通有第一盖板槽，所述第一盖板卡接于所述第一盖板槽内，且与所述第一棱镜的端面相抵接。

优选地，所述激光能量衰减器还包括两个第二盖板，所述第二容纳腔的两端均连通有第二盖板槽，所述第二盖板卡接于所述第二盖板槽内，且与所述第二棱镜的端面相抵接。

优选地，所述衰减器框架还安装有第二吸光块，所述衰减器框架还开设有第二框架孔，所述第二框架孔和所述第一棱镜分居于所述第二棱镜的两侧，所述第二吸光块用于吸收从所述第二棱镜折射并穿过所述第二框架孔的折射光。

优选地，所述激光束由光纤激光头发出，所述衰减器框架上固连有激光头固定件，所述激光头固定件用于固定所述光纤激光头。

一种激光能量分析设备，包括光束分析仪和上述的激光能量衰减器，所述光束分析仪与所述光路出口正对，所述光束分析仪用于分析被所述光束分析仪接收的所述激光束。

本实用新型的有益效果：

本激光能量衰减器根据斯涅尔原理，利用第一棱镜、第二棱镜和第一吸光块，能够引导激光束从光路入口输入，经过激光能量衰减器内部第一侧面与第二侧面的反射以及第一吸光块的吸收后，从光路出口穿出。上述过程使得输入激光能量衰减器内的激光束绝大部分能量被保留在激光能量衰减器内，只有极少部分的激光束能量从光路出口穿出，进入到后续的光束分析设备之中。上述设置通过镜面反射的原理实现了衰减激光能量目的，通过对第一棱镜除第一侧面以外的所有面以及第二棱镜除第二侧面以外的所有面的遮挡，能够有效地避免不必要的光反射与折射，从而降低了杂光对激光能量衰减器的干扰，保证了光束分析设备对激光束分析结果的准确性。本激光能量衰减器的结构简单，使用方便且制造成本低。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种激光能量分析设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种激光能量分析设备的爆炸图；

图3是本实用新型实施例提供的衰减器框架的结构示意图；

图4是图3中A-A平面的横截面图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种激光能量分析设备的结构示意图。

图中：

100、激光能量衰减器；110、衰减器框架；111、光路入口；112、光路出口；113、第一容纳腔；114、第二容纳腔；115、第一盖板槽；116、第二盖板槽；117、第一框架孔；118、第二框架孔；119、框架连通孔；

121、第一棱镜；122、第一盖板；131、第二棱镜；132、第二盖板；141、第一吸光块；142、第二吸光块；200、光束分析仪；300、激光束。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在光学领域中，斯涅尔原理证实了当光入射到折射率不同的两个媒质分界面时，一部分光会被反射，而且反射系数取决与入射角度以及两种媒质的折射率差异，当入射角与折射率一定时，反射系数就被决定。

如图1-图4所示，本实施例提供了一种激光能量衰减器100，用于衰减激光束300的能量，激光能量衰减器100包括衰减器框架110，衰减器框架110设有光路入口111和光路出口112，衰减器框架110安装有第一棱镜121、第二棱镜131和第一吸光块141，第一棱镜121包括第一侧面，第一棱镜121除第一侧面以外的所有面均被遮挡，第二棱镜131包括第二侧面，第二棱镜131除第二侧面以外的所有面均被遮挡；第一侧面位于光路入口111的一侧，第二侧面位于第一侧面的反射光的出光方向上，衰减器框架110开设有第一框架孔117，光路入口111和第一框架孔117分居于第一棱镜121的两侧，第一吸光块141用于吸收从第一棱镜121折射并穿过第一框架孔117的折射光，光路出口112开设于第二侧面的反射光的出光方向上；穿过光路入口111的激光束300经第一侧面和第二侧面的连续反射后穿出光路出口112，能量发生衰减。

本激光能量衰减器100根据斯涅尔原理，利用第一棱镜121、第二棱镜131和第一吸光块141，能够引导激光束300从光路入口111输入，经过激光能量衰减器100内部第一侧面与第二侧面的反射以及第一吸光块141的吸收后，从光路出口112穿出。上述过程使得输入激光能量衰减器100内的激光束300绝大部分能量被保留在激光能量衰减器100内，只有极少部分的激光束300能量从光路出口112穿出，进入到后续的光束分析设备之中。上述设置通过镜面反射的原理实现了衰减激光能量目的，通过对第一棱镜121除第一侧面以外的所有面以及第二棱镜131除第二侧面以外的所有面的遮挡，能够有效地避免不必要的光反射与折射，从而降低了杂光对激光能量衰减器100的干扰，保证了光束分析设备对激光束300分析结果的准确性。本激光能量衰减器100的结构简单，使用方便且制造成本低。

在本实施例中，第一棱镜121和第二棱镜131均为石英镜片。利用石英镜片具有低反射率的原理，能够达到对激光束300进行衰减的目的。

进一步地，第一棱镜121和第二棱镜131均为直角棱镜。选用直角结构的棱镜能够减小反射与散射的杂光的影响，进一步地提高了后续光束分析设备的分析结果的准确性。在本实施例的其他实施方式中，第一棱镜121和第二棱镜131为其他能够消除反射与散射的杂光影响的结构。

通过选用抗阈值损伤能力较强的石英直角棱镜，能够利用倾斜设置的直角棱镜斜面与直角面的分开角度比较大的特点，确保各个光束容易分开，从而避免了光束之间相互影响的情况发生。

具体地，第一侧面与光路入口111的夹角为45°，第二侧面与光路出口112的夹角为45°。棱镜的45°斜面加工方便且精确，在工艺上容易实现。

作为优选，第一侧面与第二侧面的反射系数均处于3％-5％之间。操作人员通过选取合适的反射系数，能够完成对反射光大小的控制，借助第一棱镜121与第二棱镜131的叠加设置，能够完成对激光束300的二级衰减，将穿出光路出口112的激光束300的能量衰减至输入光路入口111的激光束300的能量的1.6‰左右，上述设计有效地保证了激光能量衰减器100的衰减效率。

在本实施例的其他实施方式中，根据激光能量衰减器100对衰减力度的需求，可以通过增减石英直角棱镜个数的方式实现对激光束300衰减次数的变化，还可以通过在石英直角棱镜上镀膜系的方式实现对激光束300衰减力度的灵活调整。

在本实施例中，衰减器框架110开设有第一容纳腔113和第二容纳腔114，第一棱镜121穿接于第一容纳腔113，第二棱镜131穿接于第二容纳腔114；光路入口111连通第一容纳腔113，光路出口112连通第二容纳腔114，第一容纳腔113与第二容纳腔114通过框架连通孔119连通。

上述设计确保了激光束300在衰减器框架110内反射路线的通畅，同时还保证了对第一棱镜121和第二棱镜131的定位效果，降低了第一棱镜121与第二棱镜131在衰减器框架110内发生位置偏移的风险，保证了激光束300在激光能量衰减器100内衰减的可靠性。同时，上述设计还提高了第一棱镜121与第二棱镜131的拆装效率，使得本激光能量衰减器100便于维护，延长了激光能量衰减器100的使用寿命。

进一步地，激光能量衰减器100还包括两个第一盖板122，第一容纳腔113的两端均连通有第一盖板槽115，第一盖板122卡接于第一盖板槽115内，且与第一棱镜121的端面相抵接；激光能量衰减器100还包括两个第二盖板132，第二容纳腔114的两端均连通有第二盖板槽116，第二盖板132卡接于第二盖板槽116内，且与第二棱镜131的端面相抵接。

第一盖板122和第二盖板132的设置，分别能够实现对第一棱镜121与第二棱镜131的断面进行遮光的目的，同时也能够实现对第一棱镜121与第二棱镜131限位的效果，避免了第一棱镜121与第二棱镜131沿自身延伸方向偏移的情况发生。具体地，第一盖板122和第二盖板132均为金属板。

在本实施例的其他实施方式中，第一盖板122螺接于第一盖板槽115内，第二盖板132螺接于第二盖板槽116内。

如图5所示，本实施例还提供了另一种激光能量衰减器100，该激光能量衰减器100的衰减器框架110还安装有第二吸光块142，衰减器框架110还开设有第二框架孔118，第二框架孔118和第一棱镜121分居于第二棱镜131的两侧，第二吸光块142用于吸收从第二棱镜131折射并穿过第二框架孔118的折射光。第二吸光块142的设置进一步地提高了激光能量衰减器100对折射光的吸收效果，减少了折射的杂光对穿出光路出口112的激光束300的干扰，从而进一步地保证了后续光束分析设备的分析结果的准确性。

作为优选，激光束300由光纤激光头发出，衰减器框架110上固连有激光头固定件，激光头固定件用于固定光纤激光头。激光头固定件的设置确保了激光能量衰减器100与光纤激光头的相对位置确定，避免了因激光束300入射位置或角度的偏移而造成衰减结果的偏差以及工作环境的安全隐患。

本实施例还提供了一种激光能量分析设备，包括光束分析仪200和上述的激光能量衰减器100，光束分析仪200与光路出口112正对，光束分析仪200用于分析被光束分析仪200接收的激光束300。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光能量衰减器，用于衰减激光束(300)的能量，其特征在于，包括：

衰减器框架(110)，所述衰减器框架(110)设有光路入口(111)和光路出口(112)，所述衰减器框架(110)安装有第一棱镜(121)、第二棱镜(131)和第一吸光块(141)，所述第一棱镜(121)包括第一侧面，所述第一棱镜(121)除所述第一侧面以外的所有面均被遮挡，所述第二棱镜(131)包括第二侧面，所述第二棱镜(131)除所述第二侧面以外的所有面均被遮挡；

所述第一侧面位于所述光路入口(111)的一侧，所述第二侧面位于所述第一侧面的反射光的出光方向上，所述衰减器框架(110)开设有第一框架孔(117)，所述光路入口(111)和所述第一框架孔(117)分居于所述第一棱镜(121)的两侧，所述第一吸光块(141)用于吸收从所述第一棱镜(121)折射并穿过所述第一框架孔(117)的折射光，所述光路出口(112)开设于所述第二侧面的反射光的出光方向上；

穿过所述光路入口(111)的所述激光束(300)经所述第一侧面和所述第二侧面的连续反射后穿出所述光路出口(112)，能量发生衰减。

2.根据权利要求1所述的激光能量衰减器，其特征在于，所述第一棱镜(121)和所述第二棱镜(131)均为石英镜片。

3.根据权利要求2所述的激光能量衰减器，其特征在于，所述第一棱镜(121)和所述第二棱镜(131)均为直角棱镜。

4.根据权利要求1所述的激光能量衰减器，其特征在于，所述第一侧面与所述第二侧面的反射系数均处于3％-5％之间。

5.根据权利要求1所述的激光能量衰减器，其特征在于，所述衰减器框架(110)开设有第一容纳腔(113)和第二容纳腔(114)，所述第一棱镜(121)穿接于所述第一容纳腔(113)，所述第二棱镜(131)穿接于所述第二容纳腔(114)；

所述光路入口(111)连通所述第一容纳腔(113)，所述光路出口(112)连通所述第二容纳腔(114)，所述第一容纳腔(113)与所述第二容纳腔(114)通过框架连通孔(119)连通。

6.根据权利要求5所述的激光能量衰减器，其特征在于，所述激光能量衰减器还包括两个第一盖板(122)，所述第一容纳腔(113)的两端均连通有第一盖板槽(115)，所述第一盖板(122)卡接于所述第一盖板槽(115)内，且与所述第一棱镜(121)的端面相抵接。

7.根据权利要求5所述的激光能量衰减器，其特征在于，所述激光能量衰减器还包括两个第二盖板(132)，所述第二容纳腔(114)的两端均连通有第二盖板槽(116)，所述第二盖板(132)卡接于所述第二盖板槽(116)内，且与所述第二棱镜(131)的端面相抵接。

8.根据权利要求1所述的激光能量衰减器，其特征在于，所述衰减器框架(110)还安装有第二吸光块(142)，所述衰减器框架(110)还开设有第二框架孔(118)，所述第二框架孔(118)和所述第一棱镜(121)分居于所述第二棱镜(131)的两侧，所述第二吸光块(142)用于吸收从所述第二棱镜(131)折射并穿过所述第二框架孔(118)的折射光。

9.根据权利要求1-8任一项所述的激光能量衰减器，其特征在于，所述激光束(300)由光纤激光头发出，所述衰减器框架(110)上固连有激光头固定件，所述激光头固定件用于固定所述光纤激光头。

10.一种激光能量分析设备，其特征在于，包括光束分析仪(200)和权利要求1-9任一项所述的激光能量衰减器，所述光束分析仪(200)与所述光路出口(112)正对，所述光束分析仪(200)用于分析被所述光束分析仪(200)接收的所述激光束(300)。

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