一種kW級(jí)高功率激光接收裝置制造方法
【專利摘要】一種kW級(jí)高功率激光接收裝置，包括吸收激光的吸收體主板（3）、輔助吸收激光的輔助圓筒（2）、承接吸收主板和輔助圓筒水路串接和固定作用的吸收體后板（4）與承接水路串接和阻擋雜散光作用的吸收體前板（1），其特征在于：所述的吸收體主板（3）、輔助圓筒（2）、吸收體前板（1）和吸收體后板（4）的水冷通道相互連通，并用O型圈密封，激光束通過吸收體前板（1）入射到吸收體主板（3）、輔助圓筒（2）內(nèi)壁，多次反射吸收，阻止了激光的外射。本實(shí)用新型，激光經(jīng)過多次反射后，能量被吸收體吸收，基本不會(huì)溢出或者極少量溢出激光吸收體。吸收體本身的溫度不會(huì)增加，同時(shí)也保護(hù)了周圍的環(huán)境不受到光污染。
【專利說明】一種kW級(jí)高功率激光接收裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種kw級(jí)高功率激光器的激光接收裝置，屬于高功率激光【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]激光加工技術(shù)的不斷發(fā)展，對激光光源的穩(wěn)定要求越來越高。而通過電方式來調(diào)節(jié)的功率，在電功率提升的開始階段會(huì)使激光輸出功率不穩(wěn)定，所以需要預(yù)先對激光光束的能量或功率進(jìn)行設(shè)定。在激光光束沒有達(dá)到設(shè)定值之前，光束不可以輸出到加工區(qū)域。在加工過程中，激光光束經(jīng)常需要頻繁的暫停來滿足加工的需要，通常的做法是利用光閘將激光束導(dǎo)入吸收體中。由于大功率激光器的激光能量高，破壞性強(qiáng)，對人體尤其是眼睛的危害巨大，同時(shí)容易造成環(huán)境污染。所以，吸收體在大功率激光器中發(fā)揮著極其重要的的作用。
[0003]現(xiàn)有的激光吸收體普遍存在各種問題，適用于低功率的吸收體雖然結(jié)構(gòu)相對簡單，但是不能用于高功率激光器；高功率的激光吸收體的結(jié)構(gòu)又相對復(fù)雜，吸收不完全，有雜散光溢出等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對以上問題，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種kW級(jí)高功率激光束吸收裝置，能充分對激光光束進(jìn)行吸收，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以用于機(jī)內(nèi)或者機(jī)外的多種激光光束。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種kW級(jí)高功率激光接收裝置，包括吸收激光的吸收體主板、輔助吸收激光的輔助圓筒、串接吸收主板和輔助圓筒水路并起固定作用的吸收體后板與承接水路串接和阻擋雜散光作用的吸收體前板，吸收體主板的內(nèi)部有水冷通道，尾部打磨成半圓形與輔助圓筒配合；輔助圓筒的中間開有圓形槽用于放置吸收體主板；吸收體前板和吸收體后板分別用螺絲固定在吸收體主板的二端，其特征在于:所述的吸收體主板、輔助圓筒、吸收體前板和吸收體后板的水冷通道相互連通，并用O型圈密封，激光束通過吸收體前板入射到吸收體主板、輔助圓筒內(nèi)壁，多次反射吸收，阻止了激光的外射。
[0006]所述的吸收體主板由吸收主板和蓋板焊接組成，蓋板即是吸收反射面，吸收體主板內(nèi)設(shè)有主板水循環(huán)冷卻系統(tǒng)出口和主板水循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)口，底部設(shè)有螺紋孔。
[0007]所述的吸收反射面由耐高溫，導(dǎo)熱性好的紫銅構(gòu)成，吸收反射面朝向激光入射方向，吸收反射面長為123mm，與入射激光成12°。
[0008]所述的輔助圓筒亦由紫銅構(gòu)成，長120mm,夕卜部直徑60mm,內(nèi)部直徑30mm,其內(nèi)為帶有水槽的倒U型圓筒，內(nèi)還設(shè)有輔助圓筒水循環(huán)系統(tǒng)。
[0009]所述的吸收體后板的后表面設(shè)有水循環(huán)冷卻用的出水口、進(jìn)水口 ；前表面設(shè)有后板水循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)裝置，與吸收體主板和輔助圓筒對接，為不銹鋼材質(zhì)。
[0010]所述的吸收體前板上開有20mm的圓孔，起到光闌的作用，前部設(shè)有前板水循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)裝置。
[0011]本實(shí)用新型，由于采用傾斜板條吸收體主板，當(dāng)激光射到板條吸收主板時(shí)，激光的照射的面積被吸收體主板擴(kuò)大，同時(shí)增大了吸收面積和反射面積，反射后的激光射到激光吸收體輔助圓筒內(nèi)壁上，再一次將激光吸收和反射到吸收主板上。經(jīng)過多次反射后，激光能量被吸收體吸收，基本不會(huì)溢出或者極少量溢出激光吸收體。吸收體主板，輔助圓筒、吸收體前后板采用內(nèi)部串聯(lián)水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，吸收體的冷卻通道環(huán)繞吸收體內(nèi)腔體，保證了吸收體的充分散熱。在吸收激光能量的前提下，使吸收體本身的溫度不會(huì)增加，同時(shí)也保護(hù)了周圍的環(huán)境不受到光污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的激光吸收裝置剖面圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型的激光吸收體示意圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型的激光吸收體主板示意圖。
[0015]圖4是本實(shí)用新型的激光吸收體輔助圓筒示意圖。
[0016]圖5是本實(shí)用新型的激光吸收體前板示意圖。
[0017]圖6是本實(shí)用新型的激光吸收體后板示意圖。
[0018]圖7是本實(shí)用新型的光線追跡圖。
[0019]圖8是本實(shí)用新型的應(yīng)用例圖。
[0020]圖中:1吸收體前板；2輔助圓筒；3吸收體主板；4吸收體后板；5激光吸收體安裝孔；6吸收反射面6 ;7主板水循環(huán)冷卻系統(tǒng)出口 ；8主板水循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)口 ；9輔助圓筒水循環(huán)系統(tǒng)；10前板水循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)裝置；11出水口 11 ;12進(jìn)水口 ；13后板水循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)裝置13 ；14模擬射入光線；15模擬射出光線；16入射激光；17電機(jī)光閘；18高功率激光接收裝置；19反射激光。

【具體實(shí)施方式】
[0021]由圖1、圖2知，一種kW級(jí)激光光束吸收裝置，包括吸收激光的吸收體主板3、輔助吸收激光的輔助圓筒2、承接吸收主板和輔助圓筒水路串接和固定作用的吸收體后板4與承接水路串接和阻擋雜散光作用的吸收體前板1，吸收體主板3的內(nèi)部有水冷通道，尾部打磨成半圓形與輔助圓筒2配合；體輔助圓筒2的中間開有圓形槽用于放置吸收體主板3 ;吸收體前板I和吸收體后板4分別用螺絲固定在吸收體主板3的前后，所述的吸收體主板3、輔助圓筒2、吸收體前板I和吸收體后板4的水冷通道相互連通，并用O型圈密封，激光光束通過吸收體前板I進(jìn)入吸收體后，入射到吸收體主板3上，由于吸收體主板3具有一定的反射能力，將部分激光反射到輔助圓筒2內(nèi)壁，形成光線由吸收體主板3到輔助圓筒2內(nèi)壁再到吸收體主板3的多次反射結(jié)構(gòu)，最終熱量經(jīng)由吸收體內(nèi)部的水冷帶走；安裝于吸收體前端的吸收體前板I有效阻止雜散光的外溢，激光吸收體的下方設(shè)有安裝孔5，激光光束通過吸收體前板I進(jìn)入吸收體后，入射到吸收體主板3上，由于吸收體主板3具有一定的反射能力，將部分激光反射到輔助圓筒2內(nèi)壁，形成光線由吸收體主板3到輔助圓筒2內(nèi)壁再到吸收體主板3的多次反射結(jié)構(gòu)，最終熱量經(jīng)由吸收體內(nèi)部的水冷帶走；安裝于吸收體前端的吸收體前板I可有效阻止雜散光的外溢。激光在吸收體主板3、輔助圓筒2和吸收體前板I之間被多次反射和吸收，最終被完全吸收，有效地防止了激光的向外反射。
[0022]由圖3知，是本實(shí)用新型的激光吸收體主板示意圖。所述的吸收體主板3由吸收主板和蓋板焊接組成,蓋板是吸收反射面6、吸收體主板3內(nèi)設(shè)有主板水循環(huán)冷卻系統(tǒng)出口7和主板水循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)口 8，底部設(shè)有螺紋孔。吸收反射面6由耐高溫，導(dǎo)熱性好的紫銅構(gòu)成，吸收反射面6朝向激光入射方向，吸收反射面6長為123mm，與入射激光成12°。這樣可以將入射的激光光束的照射面積增大，同時(shí)對激光能量部分吸收和部分反射到輔助圓筒上，吸收主板本身的水循環(huán)系統(tǒng)保證其在長時(shí)間工作的過程中快速的散熱。輔助圓筒亦由紫銅構(gòu)成，長120mm,外部直徑60mm,內(nèi)部直徑30_。被吸收主板反射的激光再次在輔助圓筒內(nèi)壁進(jìn)行吸收和反射，使吸收體更加充分的對激光能量進(jìn)行逐次衰減和吸收。
[0023]由圖4知，是本實(shí)用新型的激光吸收體輔助圓筒示意圖。輔助圓筒2亦由紫銅構(gòu)成,長120mm,外部直徑60mm,內(nèi)部直徑30mm,其內(nèi)為帶有水槽的倒U型圓筒，內(nèi)還設(shè)有輔助圓筒水循環(huán)系統(tǒng)9。
[0024]由圖5知，是本實(shí)用新型的激光吸收體前板示意圖。吸收體前板I由不銹鋼構(gòu)成，中心開孔直徑為20mm，起到光闌的作用，前部設(shè)有前板水循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)裝置10。其后端面即與吸收輔助圓筒相連面會(huì)對欲射出吸收體的激光光束進(jìn)行反射，將激光折返回吸收體腔中。
[0025]由圖6知，是本實(shí)用新型的激光吸收體后板示意圖。吸收體后板4的后表面設(shè)有水循環(huán)冷卻用的出水口 11、進(jìn)水口 12 ;前表面設(shè)有后板水循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)裝置13，與吸收體主板3和輔助圓筒2對接，為不銹鋼材質(zhì)。
[0026]由圖7知，是本實(shí)用新型的光線追跡圖。當(dāng)模擬射入光線14入射到吸收體中時(shí)，激光在吸收反射面66、輔助圓筒2內(nèi)壁和吸收體前板I之間被多次反射和吸收，其有效反射次數(shù)多大十?dāng)?shù)次。最終被完全吸收，模擬射出光線15幾乎為零；有效地防止了激光的散射。由于吸收體的所有部分都承擔(dān)激光光束的吸收工作，大大增加了吸收面，同時(shí)由各個(gè)部件組成了內(nèi)部的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，使得吸收體不僅外觀美觀，而且本身有快速散熱的能力，可以保證長時(shí)間的工作。
[0027]實(shí)施例1:
[0028]由圖8知，在大功率激光器內(nèi)部用于控制激光加工過程中發(fā)射和中斷。高功率激光接收裝置18包括一個(gè)電動(dòng)光閘17，用于改變激光的方向，入射激光16進(jìn)入高功率激光接收裝置18，在需要發(fā)射激光時(shí)電機(jī)光閘17旋轉(zhuǎn)到垂直方向，激光光閘17反射后輸出到激光加工位置；在需要激光中斷時(shí)，電機(jī)光閘17旋轉(zhuǎn)到水平方向?qū)⒎瓷浼す?9擋住。本實(shí)例現(xiàn)已應(yīng)用于我公司5000W大功率激光器產(chǎn)品中，完成了大功率激光光路的阻擋和吸收功能，同時(shí)在長時(shí)間工作狀態(tài)下，亦無異?，F(xiàn)象，穩(wěn)定高效，防止了大功率激光對激光器內(nèi)部環(huán)境的影響。
【權(quán)利要求】
1.一種kW級(jí)高功率激光接收裝置，包括吸收激光的吸收體主板(3)、輔助吸收激光的輔助圓筒(2)、串接吸收主板和輔助圓筒水路并起固定作用的吸收體后板(4)與承接水路串接和阻擋雜散光作用的吸收體前板(1)，吸收體主板(3)的內(nèi)部有水冷通道，尾部打磨成半圓形與輔助圓筒(2)配合；輔助圓筒(2)的中間開有圓形槽用于放置吸收體主板(3);吸收體前板(I)和吸收體后板(4)分別用螺絲固定在吸收體主板(3)的二端，其特征在于:所述的吸收體主板(3)、輔助圓筒(2)、吸收體前板(I)和吸收體后板(4)的水冷通道相互連通，并用O型圈密封，激光束通過吸收體前板(I)入射到吸收體主板(3)、輔助圓筒(2)內(nèi)壁，多次反射吸收，阻止了激光的外射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種kW級(jí)高功率激光接收裝置，其特征在于:所述的吸收體主板(3)由吸收主板和蓋板焊接組成，蓋板即是吸收反射面(6)，吸收體主板(3)內(nèi)設(shè)有主板水循環(huán)冷卻系統(tǒng)出口(7)和主板水循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)口(8)，底部設(shè)有螺紋孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種kW級(jí)高功率激光接收裝置，其特征在于:所述的吸收反射面(6)由耐高溫，導(dǎo)熱性好的紫銅構(gòu)成，吸收反射面(6)朝向激光入射方向，吸收反射面(6)長為123mm，與入射激光成12°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種kW級(jí)高功率激光接收裝置，其特征在于:所述的輔助圓筒(2)亦由紫銅構(gòu)成，長120mm，外部直徑60mm，內(nèi)部直徑30mm，其內(nèi)為帶有水槽的倒U型圓筒，內(nèi)還設(shè)有輔助圓筒水循環(huán)系統(tǒng)(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種kW級(jí)高功率激光接收裝置，其特征在于:所述的吸收體后板(4)的后表面設(shè)有水循環(huán)冷卻用的出水口(11)、進(jìn)水口(12);前表面設(shè)有后板水循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)裝置(13)，與吸收體主板(3)和輔助圓筒(2)對接，為不銹鋼材質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種kW級(jí)高功率激光接收裝置，其特征在于:所述的吸收體前板(I)上開有20mm的圓孔，前部設(shè)有前板水循環(huán)系統(tǒng)串聯(lián)裝置(10)。
【文檔編號(hào)】H01S3/04GK204045926SQ201420476067
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】常亮, 酈勤, 趙鵬飛, 林學(xué)春, 林培晨 申請人:江蘇中科四象激光科技有限公司