一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置的製作方法

2023-10-24 11:57:22 2

專利名稱：一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光閘裝置，具體是指用於開關大功率半導體雷射器光路的一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置。
背景技術：
光閘為設置在功率半導體雷射器的光路輸出口處用於阻隔外部塵垢和光熱逆向侵入損害雷射器內部器件的開關裝置；功率半導體雷射器應用於工業加工，加工現場煙塵飛揚、高溫光熱漫射、工況惡劣，外部塵垢侵入雷射器內部附著在微透鏡表面，塵垢吸收雷射能量產生的高溫導致微透鏡熱損報廢；外部光熱逆向進入雷射器內部，會使雷射器內部溫度激增，致使雷射器受熱損壞； 現有技術採用閘板式光閘，閘板式光閘由閥體和滑動閘板構成，類似於相機快門，雷射發射時閘板抽開，雷射由閥體的光路通道輸出；雷射停止時閘板復位關閉，將閥體的光路通道切斷使雷射器的內部器件與外部環境隔離；由於閘板式光閘的閘板密閉和遮光性不嚴，外部塵垢和光熱極易侵入雷射器內部；由於閘板式光閘閥體的光路通道缺乏必要的縱深，對加工產生的外部光熱逆向返回現象無攔阻作用；此外，閘板式光閘依賴傳導散熱，工作時，閘板式光閘自身冷卻效率低，因此，現有技術存在密閉性、遮光性、阻逆性差，冷卻效率低的問題與不足。
發明內容針對上述現有技術存在的問題與不足，本實用新型採用設有矩形的光路通道、圓錐臺形的錐形芯孔、水冷水道、水冷接口、連接法蘭的閥體和圓錐臺體的閥芯構成的光閘裝置，利用閥芯與錐形芯孔的錐面配合保證光路通道的密閉遮光性，利用水冷水道實現水冷來改善裝置整體的冷卻效果，利用矩形的光路通道的加長縱深使光路通道具備光闌作用，以阻止外部漫射的光熱逆向返回的技術方案，提供一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置，旨在通過錐面密閉、縱深光闌、水冷冷卻使大功率半導體雷射器的光閘裝置，達到提高密閉性、遮光性、阻逆性和冷卻效率的目的。本實用新型的目的是這樣實現的一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置，包括閥體、閥芯，其中所述的閥體為圓柱形體的二端設有圓形凸緣的連接法蘭的外觀呈工字輪狀的銅質構件；沿閥體的中心軸線設有貫穿閥體二端的矩形通孔，稱為光路通道；位於閥體的柱面中心設有與閥體的中心軸線正交，貫穿閥體柱面且正交穿過所述光路通道的圓錐臺形的通孔，稱為錐形芯孔；閥體的柱面體中設有圓形封閉的孔道，稱為水冷水道；與所述錐形芯孔的位置正交，閥體的柱面的上端設有二個豎直向上凸出的水冷接口，所述水冷接口與所述水冷水道相通；所述的閥芯為圓錐臺形的銅質構件；閥芯的圓錐角為2° 58' 31"，即莫氏四號錐度；閥芯的錐面與閥體的所述錐形芯孔的錐面密閉配合；閥芯的二端中心分別設有用於連接用途的螺紋盲孔，稱為連接螺孔；閥芯的大頭端的上下錐面處分別設有一個用於連接定位用途的條形凹槽，稱為定位鍵槽；閥芯密閉穿插在閥體的所述錐形芯孔中，閥芯將閥體的所述光路通道密閉阻塞，閥芯的所述定位鍵槽位於錐形芯孔之外。工作原理及有益效果應用時，閥體固定連接在雷射器的屏蔽箱的雷射輸出口處，閥芯設有定位鍵槽的一端與氣缸的活塞杆連接，閥體的水冷接口與冷卻水管連接。雷射發射時，氣缸拉動閥 芯沿閥體的錐形芯孔抽出，閥體的光路通道開通，雷射由光路通道輸出；雷射停止時，閥芯復位，將光路通道密閉阻塞，光路通道關閉；閥芯與錐形芯孔的錐面配合保證了光路通道在關閉後的密閉及遮光性；由水冷接口、水冷水道實現水冷，改善了閥體、閥芯整體的冷卻效果；縱深加長的光路通道具有光闌作用，外部漫射的光熱被光路通道的側壁吸收並由閥體的水冷冷卻，從而阻止了外部漫射的光熱大量逆向返回雷射器的內部。上述，本實用新型採用設有矩形的光路通道、圓錐臺形的錐形芯孔、水冷水道、水冷接口、連接法蘭的閥體和圓錐臺體的閥芯構成的光閘裝置，利用閥芯與錐形芯孔的錐面配合保證光路通道的密閉遮光性，利用水冷水道實現水冷來改善裝置整體的冷卻效果，利用矩形的光路通道的加長縱深使光路通道具備光闌作用，以阻止外部漫射的光熱逆向返回的技術方案，克服了現有技術存在密閉性、遮光性、阻逆性差，冷卻效率低的問題與不足，所提供的一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置，通過錐面密閉、縱深光闌、水冷冷卻，使大功率半導體雷射器的光閘裝置達到了提高密閉性、遮光性、阻逆性和冷卻效率的目的。

圖I是本實用新型的一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置的外部結構示意圖；圖2是本實用新型的一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置的結構剖視不意圖；圖3是本實用新型的一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置，處在閥芯抽出，光路通道開啟狀態的剖視示意圖。
以下結合附圖中的實施例對本實用新型作進一步詳細說明，但不應理解為對本實用新型的任何限制。圖中閥體I、光路通道11、錐形芯孔12、水冷接口 13、水冷水道131、連接法蘭14、閥芯2、定位鍵槽21、連接螺孔22。
具體實施方式
參閱圖I 圖3，本實用新型的一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置，包括閥體I、閥芯2，其中所述的閥體I為圓柱形體的二端設有圓形凸緣的連接法蘭14的外觀呈工字輪狀的銅質構件；沿閥體I的中心軸線設有貫穿閥體I 二端的矩形通孔，稱為光路通道11 ;位於閥體I的柱面中心設有與閥體I的中心軸線正交，貫穿閥體I柱面且正交穿過所述光路通道11的圓錐臺形的通孔，稱為錐形芯孔12 ;閥體I的柱面體中設有圓形封閉的孔道，稱為水冷水道131 ;與所述錐形芯孔12的位置正交，閥體I的柱面的上端設有二個豎直向上凸出的水冷接口 13，所述水冷接口 13與所述水冷水道131相通；所述的閥芯2為圓錐臺形的銅質構件；閥芯2的圓錐角為2° 58' 31"，即莫氏四號錐度；閥芯2的錐面與閥體I的所述錐形芯孔12的錐面密閉配合；閥芯2的二端中心分別設有用於連接用途的螺紋盲孔，稱為連接螺孔22 ;閥芯2的大頭端的上下錐面處分別設有一個用於連接定位用途的條形凹槽，稱為定位鍵槽21 ；閥芯2密閉穿插在閥體I的所述錐形芯孔12中，閥芯2將閥體I的所述光路通道11密閉阻塞，閥芯2的所述定位鍵槽21位於錐形芯孔12之外。工作原理及有益效果 應用時，閥體I固定連接在雷射器的屏蔽箱的雷射輸出口處，閥芯2設有定位鍵槽21的一端與氣缸的活塞杆連接，閥體I的水冷接口 13與冷卻水管連接。雷射發射時，氣缸拉動閥芯2沿閥體I的錐形芯孔12抽出，閥體I的光路通道11開通，雷射由光路通道11輸出；雷射停止時，閥芯2復位，將光路通道11密閉阻塞，光路通道11關閉；閥芯2與錐形芯孔12的錐面配合保證了光路通道11在關閉後的密閉及遮光性；由水冷接口 13、水冷水道131實現水冷，改善了閥體I、閥芯2整體的冷卻效果；縱深加長的光路通道11具有光闌作用，外部漫射的光熱被光路通道11的側壁吸收並由閥體I的水冷冷卻，從而阻止了外部漫射的光熱大量逆向返回雷射器的內部。
權利要求1.一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置，其特徵在於包括閥體(I)、閥芯(2)，所述的閥體(I)為圓柱形體的二端設有圓形凸緣的連接法蘭(14)的外觀呈工字輪狀的銅質構件；沿閥體(I)的中心軸線設有貫穿閥體(I) 二端的矩形通孔，稱為光路通道(11);位於閥體(I)的柱面中心設有與閥體(I)的中心軸線正交，貫穿閥體(I)柱面且正交穿過所述光路通道(11)的圓錐臺形的通孔，稱為錐形芯孔(12);閥體⑴的柱面體中設有圓形封閉的孔道，稱為水冷水道(131);與所述錐形芯孔(12)的位置正交，閥體(I)的柱面的上端設有二個豎直向上凸出的水冷接口(13)，所述水冷接口(13)與所述水冷水道(131)相通； 所述的閥芯(2)為圓錐臺形的銅質構件；閥芯(2)的圓錐角為2° 58' 31"，即莫氏四號錐度；閥芯⑵的錐面與閥體⑴的所述錐形芯孔(12)的錐面密閉配合；閥芯⑵的二端中心分別設有用於連接用途的螺紋盲孔，稱為連接螺孔(22);閥芯(2)的大頭端的上下錐面處分別設有一個用於連接定位用途的條形凹槽，稱為定位鍵槽(21)； 閥芯⑵密閉穿插在閥體⑴的所述錐形芯孔(12)中，閥芯⑵將閥體⑴的所述光路通道(11)密閉阻塞，閥芯(2)的所述定位鍵槽(21)位於錐形芯孔(12)之外。
專利摘要本實用新型提供了一種矩形光束的大功率半導體雷射器的光閘裝置，包括閥體(1)、閥芯(2)。本實用新型採用設有矩形的光路通道、圓錐臺形的錐形芯孔、水冷水道、水冷接口、連接法蘭的閥體和圓錐臺體的閥芯構成的光閘裝置，用閥芯與錐形芯孔的錐面配合保證光路通道的密閉遮光性，用水冷水道實現水冷來改善裝置整體的冷卻效果，利用矩形的光路通道的加長縱深使光路通道具備光闌作用，以阻止外部漫射的光熱逆向返回的技術方案，克服了現有技術存在密閉性、遮光性、阻逆性差，冷卻效率低的問題與不足，通過錐面密閉、縱深光闌、水冷冷卻，使大功率半導體雷射器的光閘裝置達到了提高密閉性、遮光性、阻逆性和冷卻效率的目的。
文檔編號B23K26/06GK202434885SQ201220024180
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者王旭葆, 陳中強 申請人:寧海縣盛源雷射科技有限公司