專利名稱：多種激光束安全終止器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種多種激光束安全終止器，主要適用于防止各種激光束傷害人體和眼睛，防止激光束污染環(huán)境，防止由激光束引發(fā)的意外事故。
近年來，激光技術(shù)迅速發(fā)展，已經(jīng)在工業(yè)、能源、軍事、醫(yī)療以及科學(xué)研究等各個領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用。人們在應(yīng)用激光束的同時，激光束也給人們帶來了不安全的因素。激光器既然能夠成為一種特殊的“釋能武器”，具有足夠強的殺傷力，如果防護(hù)不好，輕者造成人眼損傷，誘發(fā)白內(nèi)障，污染環(huán)境，燒傷衣服或皮膚；重者引起火災(zāi)、爆炸、造成傷亡事故，甚至可使航行中的飛行發(fā)生意外。因此，對它的防護(hù)受到全世界的矚目。
在先技術(shù)中，中科院上海光機所的關(guān)崇文等發(fā)明人提供了一種激光束安全終止器(專利號ZL95244034．2)和一種高功率激光束安全終止器(專利號ZL96244035．0)。這兩種激光束安全終止器都成功地應(yīng)用于低功率和高功率的激光束上，起到安全防護(hù)的作用。但上述第一種激光束安全終止器，它的反射吸收體是由微晶玻璃制成的，對于較高激光功率的激光束承受不了，將被損壞、炸裂，所以只能使用于低功率(10W～200W)的激光束。而第二種高功率激光束安全終止器，是適用于較高功率(300W～5000W)激光束的，它的結(jié)構(gòu)又較復(fù)雜。對于中等功率的激光束使用上述第一種終止器不行，而又不需要使用第二種那么高功率的結(jié)構(gòu)又復(fù)雜的安全終止器。
本實用新型的目的是提供一種多種激光束安全終止器，結(jié)構(gòu)比在先技術(shù)2簡單，使用方便，又能夠適用各種波長的激光束，無論連續(xù)發(fā)射的或脈沖發(fā)射的，無論是低功率，中功率甚至較高功率的激光束都適用的激光束安全終止器。
本實用新型的激光束安全終止器，包括長筒1，長筒1的前端有通光孔徑小于長筒1內(nèi)徑D的通光孔103，長筒1的后端置有由壓圈3固定在長筒1后端的反射吸收體2，長筒1通過壁上的螺孔101固定在底板7中心處的帶有鎖緊螺釘4的滑座6內(nèi)的滑桿5頂端。如圖1所示。
所說的反射吸收體2是由耐高溫，導(dǎo)熱性好的銅，或者硬鋁，或者鋼構(gòu)成。反射吸收體2朝向長筒1內(nèi)部的表面上有N個環(huán)形錐峰204，其環(huán)形錐峰204的環(huán)數(shù)N≥1。反射吸收體2的內(nèi)部有兩端分別帶有進(jìn)水口203和出水口201的冷卻水通道202。
所說的長筒1是由耐高溫，導(dǎo)熱性好的鋁，或者銅，或者鋼所構(gòu)成。長筒1的筒壁外側(cè)上帶有多片散熱片102。這些散熱片大大增大了長筒1壁上的散熱面積，能使長筒1上吸收的光熱量通過大面積地接觸空氣而散射掉，起到空冷的作用。長筒1的長度L很重要，只有當(dāng)長筒1的長度L足夠長時，才能使得射進(jìn)長筒1內(nèi)的激光束最低限度地返出長筒1。本實用新型中要求長筒1的長度L大于或等于2．5倍的長筒1的內(nèi)徑D，即L≥2．5D。而且本實用新型長筒1的長度L是可以調(diào)節(jié)的，可以伸長或縮短。當(dāng)射進(jìn)的激光束功率較低時，長筒1的長度L可以縮短一些。當(dāng)射進(jìn)的激光束的功率較高時，長筒1的長度L相對要伸長一些。
長筒1前端的通光孔103的孔徑小于長筒1的內(nèi)徑D，這樣可以減少從長筒1內(nèi)部反射出的激光束。
長筒1由壁上的螺孔101固定在滑桿5的頂端?；瑮U5是在底板7中心處的滑座6內(nèi)，可以上下滑動以及做360°地轉(zhuǎn)動。當(dāng)調(diào)到所需要的位置上時，可以用滑座6上的鎖緊螺釘4鎖住。因此，長筒1可以做三維的調(diào)整。
如上述圖1所示的結(jié)構(gòu)，當(dāng)一束激光束射進(jìn)長筒1內(nèi)，被長筒1后部的反射吸收體2所截獲，反射吸收體2吸收一部光變成熱量傳導(dǎo)到反射吸收體2內(nèi)部的水冷卻通道202，熱量被水流帶走，未被吸收的光，由反射吸收體2表面上錐峰204的錐面反射到長筒1的內(nèi)壁上，長筒1的內(nèi)壁上再吸收一部分光變成熱量，由長筒1壁上的散熱片102散射掉，余下未被吸收的光再反射到長筒1的內(nèi)壁上，又被筒壁吸收一部分光變成熱量被散射掉，每反射一次，光的能量都被減少，返復(fù)多次，光能越來越少，只要長筒1的長度L足夠長，激光束在長筒1內(nèi)往復(fù)反射，直到光能全部被吸收變成熱能被散射掉，則此激光束安全終止器就達(dá)到了終止激光束的目的。
本實用新型的優(yōu)點本實用新型的反射吸收體2的表面上有N≥1個環(huán)形的錐峰204，形成“環(huán)山形”的表面，大大增加了反射吸收體2的吸光面，也增加了錐峰204之間的再吸收的機會，同時由錐峰204的錐面反射激光束，能夠保證反射光落到長筒1的內(nèi)壁上。并保證激光束在長筒1內(nèi)能夠往復(fù)多次的反射吸收。而長筒1的長度L足夠長(L≥2．5D)，就能夠保證在長筒1內(nèi)將激光束全部消耗掉。長筒1和反射吸收體2又都由耐高溫，導(dǎo)熱性好的材料所構(gòu)成。所以，本實用新型的激光束安全終止器不僅適用于各種波長的激光束，而且，無論是連續(xù)發(fā)射的，或者是脈沖發(fā)射的；無論是低功率，中功率，甚至于較高功率的激光束都適用。其結(jié)構(gòu)比在先技術(shù)2簡單。長筒1可以做三維的調(diào)整，使用方便。是一種比較理想實用的激光束安全防護(hù)器件。


圖1為本實用新型的多種激光束安全終止器結(jié)構(gòu)的剖視圖。
實施例如圖1所示的結(jié)構(gòu)長筒1是由耐高溫、導(dǎo)熱性好的合金鋁構(gòu)成的。長度L=75mm、內(nèi)徑D=φ30mm。
反射吸收體2是由耐高溫、導(dǎo)熱性好的銅構(gòu)成的。表面上錐峰204的環(huán)數(shù)N=4，錐峰204的峰高h(yuǎn)=3mm。
用于30兆瓦的波長為1．06μm的脈沖激光束，光束直徑為φ8，每秒10次，連續(xù)射入數(shù)小時，不僅起到終止激光束的作用而且器件未見損壞。
用于摻釹石榴石(Nd∶YAG)鎖模激光器輸出峰值功率密度為109W／cm2(千兆瓦／cm2)以上，成功地使此激光束終止于本實用新型的安全終止器內(nèi)，而且終止器本身完整無損。使科技人員能夠放心地安全地操作和使用激光器。
用于氦氖激光束，準(zhǔn)分子激光束，氬離子激光束，摻釹釔鋁石榴石(Nd∶YAG)激光束，釹玻璃激光束，二氧化碳激光束以及染料激光束均起到了終止激光束的作用。器件本身完好無損。充分證明了上述本實用新型的優(yōu)點。
權(quán)利要求1．一種多種激光束安全終止器，包括&#601&#62長筒(1)，長筒(1)的前端有通光孔徑小于長筒(1)內(nèi)徑D的通光孔(103)，長筒(1)的后端置有由壓圈(3)固定在長筒(1)后端的反射吸收體(2)；&#602&#62長筒(1)通過壁上的螺孔(101)固定在底板(7)中心處的帶有鎖緊螺釘(4)的滑座(6)內(nèi)的滑桿(5)頂端；其特征在于&#603&#62所說的反射吸收體(2)朝向長筒(1)內(nèi)部的表面上有N個環(huán)形錐峰(204)，反射吸收體(2)的內(nèi)部有兩端分別帶有進(jìn)水口(203)和出水口(201)的冷卻水通道(202)；&#604&#62所說的長筒(1)筒壁的外側(cè)上帶有散熱片(102)，長筒(1)的長度L大于等于2．5倍的長筒(1)的內(nèi)徑D，即L≥2．5D，而且長筒(1)的長度L可以調(diào)節(jié)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種激光束安全終止器，其特征在于所說的反射吸收體(2)是由耐高溫，導(dǎo)熱性好的銅、或者硬鋁、或者鋼構(gòu)成的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種激光束安全終止器，其特征在于所說的長筒(1)是由耐高溫，導(dǎo)熱性好的鋁、或者銅、或者鋼構(gòu)成的。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種激光束安全終止器，其特征在于所說的反射吸收體(2)朝向長筒(1)內(nèi)部表面上的環(huán)形錐峰(204)的環(huán)數(shù)N≥1。
專利摘要一種防止各種激光束傷害人體,防止污染環(huán)境,防止由激光束引發(fā)意外事故的多種激光束安全終止器。包括筒壁外側(cè)帶有散熱片長度大于等于2.5倍內(nèi)徑的長筒,置于長筒后端的反射吸收體朝向長筒內(nèi)部的表面上有N個環(huán)形錐峰,反射吸收體的內(nèi)部有兩端分別帶進(jìn)水口和出水口的冷卻水通道。長筒置于滑座內(nèi)的滑桿頂端,可以做三維的調(diào)整。具有廣泛應(yīng)用于各種波長,連續(xù)或脈沖發(fā)射,低功率或中功率,甚至于較高功率激光束的特點。
文檔編號G02F1/00GK2428794SQ00217939
公開日2001年5月2日 申請日期2000年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月8日
發(fā)明者關(guān)崇文, 雷仕湛 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所