專利名稱：激光器聚光腔及帶有該聚光腔的激光頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及固體激光器，特別是一種激光器聚光腔及帶有該聚光腔的激光頭。
背景技術(shù)：
激光器是一種應(yīng)用廣泛的光電技術(shù)產(chǎn)品，它通過(guò)聚光腔的聚光作用將泵浦源的能量傳輸?shù)郊す夤ぷ魑镔|(zhì)，產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射。但泵浦源，如氙燈的輻射光譜與工作物質(zhì)的激發(fā)光譜通常不完全匹配，某些波段內(nèi)的泵浦輻射不能被激光工作物質(zhì)有效利用而轉(zhuǎn)化為熱量，對(duì)激光發(fā)射產(chǎn)生不利影響。此外紫外輻射將使激光工作物質(zhì)產(chǎn)生色心，導(dǎo)致激光工作物質(zhì)變性，引起輸出能量下降?，F(xiàn)有方法是通過(guò)濾光來(lái)濾除特定波段內(nèi)的泵浦輻射，如在氙燈外加裝由摻鈰石英玻璃制成的套管，以濾除氙燈的紫外輻射。要改變到達(dá)激光工作物質(zhì)的泵浦輻射波段分布，或采用不同激光工作物質(zhì)時(shí)，需采用不同濾光片?，F(xiàn)有的聚光腔和激光頭結(jié)構(gòu)使濾光片的換裝較為復(fù)雜，必須將大量部件拆卸后重新安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種激光器聚光腔及帶有該聚光腔的激光頭，該聚光腔可簡(jiǎn)便地?fù)Q裝濾光片，將導(dǎo)致激光工作物質(zhì)主要產(chǎn)生熱量的波段內(nèi)的泵浦輻射濾除，降低激光工作物質(zhì)的熱效應(yīng)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種激光器聚光腔，是一具有橢圓形截面的空腔外形四方的金屬柱體，稱為聚光腔體，該空腔的內(nèi)表面鍍有反射層，其特征在于該激光腔體的頂面沿聚光腔的軸向設(shè)有濾光片插入槽，該聚光腔體內(nèi)與所述的濾光片插入槽相對(duì)的內(nèi)底面有濾光片定位槽，該激光腔體的頂面設(shè)有多個(gè)頂面螺孔，兩端面設(shè)有端面螺孔，該激光腔體的兩底側(cè)各擴(kuò)展成一翼，其上設(shè)有聚光腔體的安裝通孔；一與聚光腔體等長(zhǎng)的壓片，該壓片的底面有濾光片嵌槽供濾光片嵌設(shè)固定，與所述的聚光腔體頂面螺孔相對(duì)應(yīng)是壓片通孔，兩端封堵蓋板的內(nèi)壁中垂位置是濾光片導(dǎo)向槽，該封堵蓋板上設(shè)有氙燈孔和工作物質(zhì)棒孔，多個(gè)端蓋通孔與兩端封堵蓋板的端面螺孔相對(duì)應(yīng)；利用螺釘通過(guò)封堵蓋板的端蓋通孔與所述的聚光腔體的端面螺孔將二者聯(lián)結(jié)在一起；將壓片的濾光片通過(guò)插入槽和封堵蓋板的濾光片導(dǎo)向槽插入所述的空腔直至濾光片定位槽，然后通過(guò)壓片通孔和頂面螺孔擰入螺釘使之相連結(jié)。
一種包含有上述的激光器聚光腔的激光頭，其特征在于還包括一聚光腔座，是一具有中央空腔的長(zhǎng)方形殼體，該長(zhǎng)方形殼體的兩端各有一供端蓋板置放的嵌口并與所述的中央空腔相通，該嵌口的周沿為端口槽在該端口槽之外沿還有多個(gè)均勻分布的端面螺孔；所述的聚光腔座的頂面中央具有供所述的激光器聚光腔的置入口，該置入口的周沿具有密封條嵌槽，該置入口的四周該密封條嵌槽之外有多個(gè)均勻分布的頂面螺孔，所述的聚光腔座的側(cè)面設(shè)有供冷卻水流通的螺紋水管接頭；所述的聚光腔座的中央空腔的內(nèi)底上有與所述的聚光腔體的安裝通孔相對(duì)應(yīng)的聚光腔安裝螺孔；
兩端蓋板上有激光棒通孔、泵浦燈通孔和端蓋螺孔，激光棒通孔和泵浦燈通孔的周沿是固定沉孔，兩端蓋板上有與所述的端口槽的端面螺孔相對(duì)應(yīng)的端蓋安裝通孔；一頂蓋板，其周沿設(shè)有與所述的聚光腔座的頂面螺孔相對(duì)應(yīng)的頂蓋板安裝通孔；還有激光棒和泵浦燈；上述部件的位置關(guān)系是所述的聚光腔體置于聚光腔座的中央空腔，利用螺釘通過(guò)聚光腔體安裝通孔并擰入聚光腔安裝螺孔而固定；該嵌口的端口槽中置入密封條后將所述的兩端蓋板置入所述的嵌口利用螺釘穿過(guò)端蓋板的端蓋安裝通孔擰入所述的嵌口的端面螺孔中形成密封連接，將所述的激光棒和泵浦燈分別插入激光棒通孔和泵浦燈通孔中，然后對(duì)激光棒和泵浦燈進(jìn)行密封；將密封條嵌入置入口周沿的密封條嵌槽內(nèi)，將所述的頂蓋板利用螺釘通過(guò)頂蓋板安裝通孔擰入相對(duì)應(yīng)的聚光腔座的頂面螺孔中形成密封連接。
所述的激光棒的密封是利用密封圈套在激光棒上并推入激光棒通孔的固定沉孔后用端面壓塊壓緊再用螺釘通過(guò)端面壓塊的通孔擰入端蓋板的端蓋螺孔形成密封連接。
所述的泵浦燈、螺紋水管接頭的密封與所述的激光棒的密封的結(jié)構(gòu)類似。
所述的壓片是工程塑料制成的。
換裝濾光片時(shí)，首先擰下螺釘卸下頂蓋板，隨后擰下螺釘卸下壓片，由于工程塑料壓片的濾光片安裝槽寬度略小于濾光片厚度，濾光片被嵌設(shè)在槽中，隨工程塑料壓片由聚光腔頂部通槽垂直抽出。拔下濾光片后將其他所需換裝的濾光片嵌設(shè)在工程塑料壓片的濾光片安裝槽中，濾光片再隨工程塑料壓片由濾光片插入槽從聚光腔頂部垂直插入，工程塑料壓片通過(guò)螺釘固定在聚光腔頂部，最后安裝頂蓋板，完成濾光片的換裝。
綜上所述，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.本實(shí)用新型所提供的激光器聚光腔，換裝濾光片簡(jiǎn)便。
2.本實(shí)用新型所提供的激光器聚光腔，有效將使激光工作物質(zhì)主要產(chǎn)生熱量的波段內(nèi)的泵浦輻射濾出，降低工作物質(zhì)的熱效應(yīng)。
3.本實(shí)用新型所提供的激光頭，冷卻有效，體積小，密封簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。


圖1為本實(shí)用新型聚光腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型濾光片安裝示意圖。
圖3為本實(shí)用新型激光頭支撐件的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型激光頭的一種結(jié)構(gòu)和安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
先請(qǐng)參閱圖1和圖2，圖1為本實(shí)用新型聚光腔的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型濾光片安裝示意圖。由圖可見(jiàn)，本實(shí)用新型激光器聚光腔，是一具有橢圓形截面的空腔11外形四方的金屬柱體，稱為聚光腔體1，該空腔11的內(nèi)表面鍍有反射層12，其特征在于該激光腔體1的頂面沿聚光腔11的軸向設(shè)有濾光片插入槽13，該聚光腔體1內(nèi)與所述的濾光片插入槽13相對(duì)的內(nèi)底面是濾光片定位槽14，該激光腔體1的頂面設(shè)有多個(gè)頂面螺孔15，兩端面設(shè)有端面螺孔16，該激光腔體1的兩底側(cè)各擴(kuò)展成一翼，其上設(shè)有聚光腔體1的安裝通孔17；
一與聚光腔體1等長(zhǎng)的壓片3，該壓片3的底面有濾光片嵌槽31供濾光片2嵌設(shè)固定，與所述的聚光腔體1頂面螺孔15相對(duì)應(yīng)是壓片通孔32，兩端封堵蓋板4的內(nèi)壁中垂位置是濾光片導(dǎo)向槽43，該封堵蓋板4上設(shè)有氙燈孔44和工作物質(zhì)棒孔45，多個(gè)端蓋通孔41與兩端封堵蓋板4的端面螺孔16相對(duì)應(yīng)；利用螺釘通過(guò)封堵蓋板4的端蓋通孔41與所述的聚光腔體1的端面螺孔16將二者聯(lián)結(jié)在一起；將壓片3的濾光片通過(guò)插入槽13和封堵蓋板4的濾光片導(dǎo)向槽43插入所述的空腔11直至濾光片定位槽14，然后通過(guò)壓片通孔32和頂面螺孔15擰入螺釘使之相連結(jié)。
所述的壓片3是工程塑料制成的。
再請(qǐng)參閱圖3圖4。一種包含所述的激光器聚光腔的激光頭，包括一激光器聚光腔和聚光腔座5，蓋聚光腔座5是一具有中央空腔51的長(zhǎng)方形殼體，該長(zhǎng)方形殼體的兩端各有一供端蓋板7置放的嵌口54并與所述的中央空腔51相通，該嵌口54的周沿為端口槽510，在該端口槽510之外沿還有多個(gè)均勻分布的端面螺孔511；所述的聚光腔座5的頂面中央具有供所述的激光器聚光腔的置入口58，該置入口58的周沿具有密封條嵌槽，該置入口58的四周該密封條嵌槽之外有多個(gè)均勻分布的頂面螺孔59，所述的聚光腔座5的側(cè)面設(shè)有供冷卻水流通的螺紋水管接頭55；所述的聚光腔座5的中央空腔51的內(nèi)底上有與所述的聚光腔體1的安裝通孔17相對(duì)應(yīng)的聚光腔安裝螺孔53；兩端蓋板7上有激光棒通孔71、泵浦燈通孔72和端蓋螺孔74，激光棒通孔71和泵浦燈通孔72的周沿是固定沉孔73，兩端蓋板7上有與所述的端口槽510的端面螺孔511相對(duì)應(yīng)的端蓋安裝通孔75；一頂蓋板8，其周沿設(shè)有與所述的聚光腔座5的頂面螺孔59相對(duì)應(yīng)的頂蓋板安裝通孔81；還有激光棒61和泵浦燈62；上述部件的位置關(guān)系是所述的聚光腔體1置于聚光腔座5的中央空腔51，利用螺釘通過(guò)聚光腔體1安裝通孔17并擰入聚光腔安裝螺孔53而固定；該嵌口54的端口槽510中置入密封條后將所述的兩端蓋板7置入所述的嵌口54利用螺釘穿過(guò)端蓋板7的端蓋安裝通孔75擰入所述的嵌口54的端面螺孔511中形成密封連接，將所述的激光棒6和泵浦燈7分別插入激光棒通孔71和泵浦燈通孔72中，然后對(duì)激光棒61和泵浦燈62進(jìn)行密封；將密封條嵌入置入口58周沿的密封條嵌槽內(nèi)，將所述的頂蓋板8利用螺釘通過(guò)頂蓋板安裝通孔81擰入相對(duì)應(yīng)的聚光腔座5相對(duì)應(yīng)的頂面螺孔59中形成密封連接。
所述的激光棒62的密封是利用密封圈63套在激光棒62上并推入激光棒通孔72的固定沉孔73后用端面壓塊64壓緊再用螺釘通過(guò)端面壓塊64的通孔642擰入端蓋板7的端蓋螺孔74形成密封連接。
所述的泵浦燈61的密封是利用密封圈63套在泵浦燈61上并推入激光棒通孔71的固定沉孔73后用端面壓塊64壓緊再用螺釘通過(guò)端面壓塊64的通孔642擰入端蓋板7的端蓋螺孔74形成密封連接。
在螺紋水管接頭12的螺紋部分纏結(jié)生料帶后擰入支撐件5側(cè)面開設(shè)的螺紋孔55中，在螺紋孔55外側(cè)開設(shè)的沉孔56處嵌入橡皮密封墊片9，通過(guò)螺釘將壓塊10安裝在支撐件5的螺孔57中。將橡皮密封墊片13嵌入支撐件5頂部的長(zhǎng)方形槽58中，頂蓋板14上開有螺釘安裝通孔141，通過(guò)螺釘安裝在支撐件5的螺孔59中，同時(shí)壓緊長(zhǎng)方形槽59中的密封件13實(shí)現(xiàn)水密封，并完成整個(gè)激光頭的安裝。冷卻水通過(guò)一端的螺紋水管接頭12后流入支撐件5一端的空腔54，由一端封堵蓋板4上的兩個(gè)通孔44和45流入聚光腔1，從另一端封堵蓋板4的兩個(gè)通孔44和45流出聚光腔1，流入支撐件5另一端的空腔54，最后從另一端的螺紋水管接頭12流出激光頭。
換裝濾光片時(shí)，首先擰下螺釘取下頂蓋板14，隨后擰下螺釘取下工程塑料壓片3。由于濾光片2被嵌設(shè)在工程塑料壓片3的濾光片安裝槽31中，濾光片2隨工程塑料壓片3由聚光腔1頂部濾光片插入槽13垂直抽出。從濾光片安裝槽31中拔出原濾光片2后，更換所需的濾光片2嵌在濾光片安裝槽31中，濾光片2隨工程塑料壓片3由聚光腔1頂部濾光片插入槽槽13垂直插入，通過(guò)螺釘將工程塑料壓片3安裝在聚光腔1頂部，最后安裝頂蓋板14，完成濾光片的換裝?？梢?jiàn)換裝濾光片只需拆卸頂蓋板14，工程塑料壓片3，濾光片2三個(gè)部件，換裝簡(jiǎn)便。由于無(wú)需拆卸聚光腔1，激光棒61和泵浦燈62，換裝濾光片后也無(wú)需對(duì)光路重新校準(zhǔn)。
最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1.一種激光器聚光腔，是一具有橢圓形截面的空腔(11)外形四方的金屬柱體，稱為聚光腔體(1)，該空腔(11)的內(nèi)表面鍍有反射層(12)，其特征在于該激光腔體(1)的頂面沿聚光腔(11)的軸向設(shè)有濾光片插入槽(13)，該聚光腔體(1)內(nèi)與所述的濾光片插入槽(13)相對(duì)的內(nèi)底面是濾光片定位槽(14)，該激光腔體(1)的頂面設(shè)有多個(gè)頂面螺孔(15)，兩端面設(shè)有端面螺孔(16)，該激光腔體(1)的兩底側(cè)各擴(kuò)展成一翼，其上設(shè)有聚光腔體(1)的安裝通孔(17)；一與聚光腔體(1)等長(zhǎng)的壓片(3)，該壓片(3)的底面有濾光片嵌槽(31)供濾光片(2)嵌設(shè)固定，與所述的聚光腔體(1)頂面螺孔(15)相對(duì)應(yīng)是壓片通孔(32)，兩端封堵蓋板(4)的內(nèi)壁中垂位置是濾光片導(dǎo)向槽(43)，該封堵蓋板(4)上設(shè)有氙燈孔(44)和工作物質(zhì)棒孔(45)，多個(gè)端蓋通孔(41)與兩端封堵蓋板(4)的端面螺孔(16)相對(duì)應(yīng)；利用螺釘通過(guò)封堵蓋板(4)的端蓋通孔(41)與所述的聚光腔體(1)的端面螺孔(16)將二者聯(lián)結(jié)在一起；將壓片(3)的濾光片通過(guò)插入槽(13)和封堵蓋板(4)的濾光片導(dǎo)向槽(43)插入所述的空腔(11)直至濾光片定位槽(14)，然后通過(guò)壓片通孔(32)和頂面螺孔(15)擰入螺釘使之相連結(jié)。
2.一種包含權(quán)利要求1所述的激光器聚光腔的激光頭，其特征在于還包括一聚光腔座(5)，是一具有中央空腔(51)的長(zhǎng)方形殼體，該長(zhǎng)方形殼體的兩端各有一供端蓋板(7)置放的嵌口(54)并與所述的中央空腔(51)相通，該嵌口(54)的周沿為端口槽(510)，在該端口槽(510)之外沿還有多個(gè)均勻分布的端面螺孔(511)；所述的聚光腔座(5)的頂面中央具有供所述的激光器聚光腔的置入口(58)，該置入口(58)的周沿具有密封條嵌槽，該置入口(58)的四周該密封條嵌槽之外有多個(gè)均勻分布的頂面螺孔(59)，所述的聚光腔座(5)的側(cè)面設(shè)有供冷卻水流通的螺紋水管接頭(55)；所述的聚光腔座(5)的中央空腔(51)的內(nèi)底上有與所述的聚光腔體(1)的安裝通孔(17)相對(duì)應(yīng)的聚光腔安裝螺孔(53)；兩端蓋板(7)上有激光棒通孔(71)、泵浦燈通孔(72)和端蓋螺孔(74)，激光棒通孔(71)和泵浦燈通孔(72)的周沿是固定沉孔(73)，兩端蓋板(7)上有與所述的端口槽(510)的端面螺孔(511)相對(duì)應(yīng)的端蓋安裝通孔(75)；一頂蓋板(8)，其周沿設(shè)有與所述的聚光腔座(5)的頂面螺孔(59)相對(duì)應(yīng)的頂蓋板安裝通孔(81)；還有激光棒(61)和泵浦燈(62)；上述部件的位置關(guān)系是所述的聚光腔體(1)置于聚光腔座(5)的中央空腔(51)，利用螺釘通過(guò)聚光腔體(1)安裝通孔(17)并擰入聚光腔安裝螺孔(53)而固定；該嵌口(54)的端口槽(510)中置入密封條后，將所述的兩端蓋板(7)置入所述的嵌口(54)并利用螺釘穿過(guò)端蓋板(7)的端蓋安裝通孔(75)擰入所述的嵌口(54)的端面螺孔(511)中形成密封連接，將所述的激光棒(61)和泵浦燈(62)分別插入激光棒通孔(71)和泵浦燈通孔(72)中，然后對(duì)激光棒(61)和泵浦燈(62)進(jìn)行密封；將密封條嵌入置入口(58)周沿的密封條嵌槽內(nèi)，將所述的頂蓋板(8)利用螺釘通過(guò)頂蓋板安裝通孔(81)擰入相對(duì)應(yīng)的聚光腔座(5)的頂面螺孔(59)中形成密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器聚光腔的激光頭，其特征在于所述的激光棒(61)的密封是利用密封圈(63)套在激光棒(61)上并推入激光棒通孔(72)的固定沉孔(73)后用端面壓塊(64)壓緊再用螺釘通過(guò)端面壓塊(64)的通孔(642)擰入端蓋板(7)的端蓋螺孔(74)形成密封連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器聚光腔的激光頭，其特征在于所述的泵浦燈(61)的密封是利用密封圈(63)套在泵浦燈(61)上并推入激光棒通孔(71)的固定沉孔(73)后用端面壓塊(64)壓緊再用螺釘通過(guò)端面壓塊(64)的通孔(642)擰入端蓋板(7)的端蓋螺孔(74)形成密封連接。
專利摘要一種激光器聚光腔及帶有該聚光腔的激光頭，所述的激光器聚光腔是一具有橢圓形截面的空腔外形四方的金屬柱體，稱為聚光腔體，該空腔的內(nèi)表面鍍有反射層，該激光腔體的頂面沿聚光腔的軸向設(shè)有濾光片插入結(jié)構(gòu)，所述的激光頭，包括聚光腔和聚光腔座，蓋聚光腔座是一具有中央空腔的長(zhǎng)方形殼體，蓋該長(zhǎng)方形殼體有供激光器聚光腔、冷卻水龍頭、激光棒和泵浦燈密封安裝的結(jié)構(gòu)，該聚光腔的特點(diǎn)是可簡(jiǎn)便地?fù)Q裝濾光片，更利于將導(dǎo)致激光工作物質(zhì)主要產(chǎn)生熱量的波段內(nèi)的泵浦輻射濾除，降低激光工作物質(zhì)的熱效應(yīng)。
文檔編號(hào)H01S3/02GK2862439SQ200520047600
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者陳力, 陳偉, 李順光, 溫磊, 徐永春, 王標(biāo), 胡麗麗 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所