CN216720532U - 一种光束平移装置及激光合束器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光束平移装置，包括至少两个平板玻璃，其中，所述平板玻璃安装于承载装置；所述承载装置与所述平板玻璃一一对应安装，其中，所述承载装置带动所述平板玻璃进行旋转；所述平板玻璃的旋转轴为入射光束的光轴，其中，所述光轴与所述玻璃的法线之间形成有第一夹角；所述平板玻璃的倾斜角度相同；所述平板玻璃的倾斜角度为20至70度。本实用新型通过旋转两个或两个以上平行的平板玻璃可以在一定范围对光束进行任意平行移动，在实现任意平移光束的同时，可以保证极高的入射光束与出射光束的平行度，做到光束平行平移与角度调整的彻底分离；激光合束器可以实现更小的体积，方便用于生产制造小体积的合束激光器。

Description

一种光束平移装置及激光合束器

技术领域

本实用新型涉及一种光束平移装置，特别涉及一种光束平移装置及激光合束器。

背景技术

原子受激辐射的光，故名“激光”：原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光)，其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源单色性、方向性好，亮度更高。激光应用很广泛，有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、LIF无损检测技术等等。激光系统可分为连续波激光器和脉冲激光器。

在对激光进行利用以及使用的时候，在很多应用场景下，需要对激光光轴进行可控的平行移动，同时保证光轴的方向不发生任何改变，由于单个反射镜角度的偏转必然会导致光束传播角度的变化，所以如果要保证激光轴向严格和原光束平行，则需要利用两个反射镜精细的配合调整才能实现，导致了调试难度高，出射光束与入射光束的平行度差，多次调试平行度的一致性差，而且无法实现光束平行平移与角度调整的分离；关于激光的使用，在合束激光器中，也缺少能实现高精度对光束进行重合调整的激光合束器，导致了合束激光器的体积较大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光束平移装置及激光合束器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种光束平移装置，包括至少两个平板玻璃，其中，

所述平板玻璃安装于承载装置；

所述承载装置与所述平板玻璃一一对应安装，其中，

所述承载装置带动所述平板玻璃进行旋转。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述平板玻璃的旋转轴为入射光束的光轴，其中，

所述光轴与所述玻璃的法线之间形成有第一夹角。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述平板玻璃的倾斜角度相同。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述平板玻璃的倾斜角度为20至70度。

本实用新型还包括一种激光合束器，具有前述的光束平移装置，还包括合束器激光发生装置，其中，

所述合束器激光发生装置发出的光束穿过所述光束平移装置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光束平移装置的一侧设置有反射镜，其中，

所述反射镜设置在所述光束平移装置光束射出的方向上。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型通过旋转两个或两个以上平行的平板玻璃可以在一定范围对光束进行任意平行移动，在实现任意平移光束的同时，可以保证极高的入射光束与出射光束的平行度，做到光束平行平移与角度调整的彻底分离；激光合束器可以实现更小的体积，方便用于生产制造小体积的合束激光器。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图之一；

图2是本实用新型的结构示意图之二；

图3是本实用新型的结构示意图之三；

图4是本实用新型的示意图之一；

图5是本实用新型的示意图之二；

图6是本实用新型的示意图之三；

图中：1、承载装置；2、平板玻璃；3、入射光束；4、法线；5、合束器激光发生装置； 6、反射镜；001、第一夹角。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1-3所示，本实用新型提供一种光束平移装置及一种激光合束器，一种光束平移装置，包括至少两个平板玻璃2，其中，平板玻璃2安装于承载装置1；承载装置1与平板玻璃2一一对应安装，其中，承载装置1带动平板玻璃2进行旋转。

平板玻璃2的旋转轴为入射光束3的光轴，其中，光轴与玻璃2的法线之间形成有第一夹角001。

平板玻璃2的倾斜角度相同，在本实施例中，平板玻璃2的倾斜角度为20至70度。

如图4所示，基本原理是一束激光通过一片倾斜的平行玻璃平板时，由于其光束在玻璃中的折射效应，在射出玻璃平板的时候会发生一个位置的偏移，此时出射光束的光轴方向严格和入射光束保持平行，平移量决定于玻璃平板的厚度及玻璃平板法线方向与入射光轴的夹角(即本实施例中的第一夹角001)，如果使玻璃平板绕光轴进行旋转，出射光束则会以平移量ΔH为半径旋转，出射光束的平移量ΔH的公式为：

其中，T为玻璃平板的厚度，α为玻璃平板法线方向与入射光轴的夹角。

具体的，设光轴方向为坐标系的Z轴方向，在第一个平板玻璃2后加入第二个同样的平板玻璃2，并使其法线4与入射光束3的光轴(Z轴)方向的夹角和第一片平板玻璃2相同，即使各个平板玻璃2的倾斜角度相同。这样每片玻璃平板在XY平面内造成的平移量为ΔH，第一片平板玻璃2旋转时造成平移矢量和X轴夹角为θ，第二片玻璃旋转时造成平移矢量和X轴夹角为φ，如图5所示，此时我们就会发现在XY平面上，通过旋转两片平板玻璃我们可以把光束调整到以入射光束光轴为中心，以2ΔH为半径的圆的面积中的任何一个位置。其在XY平面上的坐标可表示为:

X＝ΔH*[cos(θ)+cos(φ)]

Y＝ΔH*[sin(θ)+sin(φ)]

只要选择合适厚度的平板玻璃2及其法线4与入射光束3的光轴的夹角，通过绕轴向旋转这两片或多片玻璃平板，则可在一定范围内对光束进行任意平行移动，在实现任意平移光束的同时，可以保证极高的入射光束与出射光束的平行度(其平行度仅决定于玻璃平板两个光学表面加工的平行度)，做到光束平行平移与角度调整的彻底分离。

如图3所示，一种激光合束器，具有前述的光束平移装置，还包括合束器激光发生装置5，其中，合束器激光发生装置5发出的光束穿过光束平移装置。光束平移装置的一侧设置有反射镜6，其中，反射镜6设置在光束平移装置光束射出的方向上；直接插入光路之中，非常方便、且高精度的对各光束进行重合调整。

具体的，在激光器的合束中，需要将多束不同波长的激光合束到一条直线上。常用的结构如图6所示，反射镜均为单波长反射镜，这种反射镜将对应波长的激光进行反射，同时其它波长的激光可以直接透射；理论上要确定一束激光的光轴的方向和空间位置需要约束四个自由度。在图6中每一路激光所走的光路中都装有两个反射镜，用以提供四个自由度的调整。但因为每路激光都要经过两个反射镜反射两次，这种方法会使整体光路的体积变的很大，在紧凑型合束激光器里很少采用。为了保持合束激光器体积的紧凑性，通常的做法都是只使用两片反射镜，在这种结构里，一般有两种方法来保证合束精度，一是通过给激光器增加二维调整架来对激光器进行左右及高低的调整，这种方法的缺点是通过整体移动激光器的位置来调节的时候，调节精度很难保证，另一种办法是通过精确控制激光器安装基座的加工精度来保证位置上不存在太大偏差，此种方法缺点是对机械件加工及安装精度要求非常高，包括对激光器的外形尺寸的公差要求也非常高，而本实施例中的一种激光合束器，将光束平移装置直接插入激光合束器的光路之中，非常方便、且高精度的对各光束进行重合调整，可以实现更小的体积，方便用于生产制造小体积的合束激光器。

本实用新型通过旋转两个或两个以上平行的平板玻璃可以在一定范围对光束进行任意平行移动，在实现任意平移光束的同时，可以保证极高的入射光束与出射光束的平行度，做到光束平行平移与角度调整的彻底分离；激光合束器可以实现更小的体积，方便用于生产制造小体积的合束激光器。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种光束平移装置，其特征在于，包括至少两个平板玻璃(2)，其中，

所述平板玻璃(2)安装于承载装置(1)；

所述承载装置(1)与所述平板玻璃(2)一一对应安装，其中，

所述承载装置(1)带动所述平板玻璃(2)进行旋转。

2.根据权利要求1所述的一种光束平移装置，其特征在于，所述平板玻璃(2)的旋转轴为入射光束(3)的光轴，其中，

所述光轴与所述玻璃(2)的法线之间形成有第一夹角(001)。

3.根据权利要求1所述的一种光束平移装置，其特征在于，所述平板玻璃(2)的倾斜角度相同。

4.根据权利要求1或3所述的一种光束平移装置，其特征在于，所述平板玻璃(2)的倾斜角度为20至70度。

5.一种激光合束器，具有如权利要求1-4中任一所述的光束平移装置，其特征在于，还包括合束器激光发生装置(5)，其中，

所述合束器激光发生装置(5)发出的光束穿过所述光束平移装置。

6.根据权利要求5所述的一种激光合束器，其特征在于，所述光束平移装置的一侧设置有反射镜(6)，其中，

所述反射镜(6)设置在所述光束平移装置光束射出的方向上。

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