激光装置的制作方法

    专利2022-08-02  68



    1.本实用新型涉及激光器技术领域,尤其是涉及一种激光装置。


    背景技术:

    2.激光是一种高亮度、高单色性、高方向性和高相干性的理想光源,在人们的生产生活中有着广泛的应用。
    3.现有的激光装置,例如,折叠腔的紫外激光器,包括光源、壳体和反射镜,壳体上设置有激光出口,利用反射镜将光源发出的光反射向激光出口,从而达到改变激光出射方向的目的。还有一些现有技术,在激光器内部整体转动激光谐振腔,以使得激光输出指向满足使用要求。
    4.但是,此种方法需要对反射镜片进行专门镀膜,成本高,且镜片损伤阈值低,尤其是当输出激光为紫外、中波红外等镀膜技术还未成熟的激光时,问这个题更为突出,或者需要整体更改激光器的腔体设计,增加调试难度的同时,且不具有激光指向调节修正功能。


    技术实现要素:

    5.本实用新型的目的在于提供一种激光装置,以缓解了现有的激光器中激光输出指向调节不方便,且反射镜镀膜成本高,且镜片损伤阈值低的技术问题。
    6.本实用新型实施例提供的一种激光装置,所述激光装置包括:壳体、光源组件和棱镜,所述光源组件和棱镜均安装在所述壳体内,所述壳体上具有出光口;所述光源组件以布儒斯特角为入射角向所述棱镜发射偏振光,所述棱镜包括第一面和第二面,且所述第一面和第二面呈夹角设置,所述第一面用于接收由所述光源组件射出的激光光束,并将该激光光束折射向第二面,所述第二面用于将激光光束折射向所述出光口,以使激光光束能够从所述出光口的中心位置,且沿垂直于所述出光口的方向射出。
    7.进一步的,所述激光装置包括固定机构,所述固定机构用于固定棱镜,且所述固定机构固定在所述壳体上。
    8.进一步的,所述固定机构包括安装槽,所述安装槽的宽度与所述棱镜的高度相等,所述棱镜安装在所述安装槽内。
    9.进一步的,所述固定机构包括底座和夹具,所述夹具用于固定所述棱镜,所述夹具与所述底座能够相对转动,以改变所述棱镜的第一面的朝向。
    10.进一步的,所述夹具与所述底座之间设置有锁紧结构,所述锁紧结构锁紧后,所述底座与所述夹具固定。
    11.进一步的,所述固定机构和所述壳体之间设置有微调二维移动平台,所述微调二维移动平台用于带动所述固定机构在与所述出光口朝向垂直的平面上运动。
    12.进一步的,所述光源组件包括激光器和非线性晶体,所述非线性晶体包括入光面和出光面,且所述出光面按照布鲁斯特角切割形成,所述入光面用于接收由所述激光器发出的激光,所述出光面用于将激光折射向所述棱镜。
    13.进一步的,所述棱镜为三棱镜。
    14.进一步的,所述棱镜的材料为石英或者玻璃。
    15.本实用新型实施例提供的激光装置包括:壳体、光源组件和棱镜,所述光源组件和棱镜均安装在所述壳体内,所述壳体上具有出光口;所述光源组件以布儒斯特角为入射角向所述棱镜发射偏振光,所述棱镜包括第一面和第二面,且所述第一面和第二面呈夹角设置,所述第一面用于接收由所述光源组件射出的激光光束,并将该激光光束折射向第二面,所述第二面用于将激光光束折射向所述出光口,以使激光光束能够从所述出光口的中心位置,且沿垂直于所述出光口的方向射出。区别于现有技术的有益效果为:光源组件发出的偏振光以布鲁斯特角入射到棱镜中,棱镜对激光的传播方向具有调整的作用,以使激光光束能够从所述出光口的中心位置,且沿垂直于所述出光口的方向射出。激光偏振态与布鲁斯特角所要求的透射光偏振态契合,所以既可以保证激光的偏振状态不发生改变,具有保偏功能,又可提高激光的透过率,减少损耗。并且,通过透射的方式改变激光的传播方向,并不需要对棱镜进行镀反射膜,棱镜抗损伤阈值高,并且降低了激光装置的生产成本。
    附图说明
    16.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
    17.图1为本实用新型实施例提供的激光装置的示意图;
    18.图2为本实用新型实施例提供的激光装置的光路图;
    19.图3为本实用新型实施例提供的激光装置的固定机构的示意图。
    20.图标:100-非线性晶体;200-棱镜;300-第一光屏;400-第二光屏;510-底座;520-夹具。
    具体实施方式
    21.下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
    22.如图1所示,本实用新型实施例提供的激光装置包括:壳体、光源组件和棱镜,所述光源组件和棱镜均安装在所述壳体内,所述壳体上具有出光口。所述光源组件以布儒斯特角为入射角向所述棱镜发射偏振光,所述棱镜包括第一面和第二面,且所述第一面和第二面呈夹角设置,所述第一面用于接收由所述光源组件射出的激光光束,并将该激光光束折射向第二面,所述第二面用于将激光光束折射向所述出光口,以使激光光束能够从所述出光口的中心位置,且沿垂直于所述出光口的方向射出。
    23.区别于现有技术的有益效果为:光源组件发出的偏振光以布鲁斯特角入射到棱镜中,棱镜对激光的传播方向具有调整的作用,以使激光光束能够从所述出光口的中心位置,且沿垂直于所述出光口的方向射出。激光偏振态与布鲁斯特角所要求的透射光偏振态契
    合,所以既可以保证激光的偏振状态不发生改变,具有保偏功能,又可提高激光的透过率,减少损耗。并且,通过透射的方式改变激光的传播方向,并不需要对棱镜进行镀反射膜,棱镜抗损伤阈值高,并且降低了激光装置的生产成本。
    24.所述光源组件可以包括激光器和非线性晶体100,所述非线性晶体100包括入光面和出光面,且所述出光面按照布鲁斯特角切割形成,所述入光面用于接收由所述激光器发出的激光,所述出光面用于将激光折射向所述棱镜200。经过非线性晶体100的激光的光斑呈椭圆形。
    25.需要说明的,图1中第一光屏300和第二光屏400为测试阶段插入的,在实际装置并不存在,只是为了说明光斑的形状。
    26.第一面和第二面呈夹角设置,可以定向的改变激光的传输方向,并且棱镜200不仅可以对光斑的形状进行整形,也可以对等相位面进行修正,可广泛应用于激光器内部光路或者外部光路的输出激光指向调节上面。
    27.如图3所示,所述激光装置包括固定机构,所述固定机构用于固定棱镜200,且所述固定机构固定在所述壳体上。
    28.固定机构可以固定棱镜200,实现棱镜200的可拆卸连接,方便对棱镜200进行更换与调试。
    29.具体的,所述固定机构包括安装槽,所述安装槽的宽度与所述棱镜200的高度相等,所述棱镜200安装在所述安装槽内。
    30.棱镜200可以呈柱状,第一面和第二面位于棱镜200的侧面,第一面和第二面用于进光和出光,可以将棱镜200插接在安装槽内,实现对棱镜200的定位安装。
    31.所述固定机构包括底座510和夹具520,所述夹具520用于固定所述棱镜200,所述夹具520与所述底座510能够相对转动,以改变所述棱镜200的第一面的朝向。
    32.本实施例中,夹具520与底座510可以相对旋转,因为棱镜200与夹具520相对固定,通过转动夹具520,可以使棱镜200的第一面的朝向改变,从而与光源组件相互配合,修正从光源组件射出的激光的入射角为布鲁斯特角。
    33.所述夹具520与所述底座510之间设置有锁紧结构,所述锁紧结构锁紧后,所述底座510与所述夹具520固定。
    34.夹具520和底座510之间可以设置有锁紧结构,锁紧结构用于在对调整后的夹具520进行固定。
    35.具体的,底座510的上表面可以具有圆形凹槽,夹具520固定圆形凹槽内,在底座510的侧壁上可以设置有锁紧螺栓,锁紧螺栓与底座510螺纹连接,锁紧螺栓的底端用于与夹具520的侧壁进行抵接,从而将夹具520与底座510固定。
    36.当需要对夹具520上棱镜200第二面的朝向进行调整时,可以先将锁紧螺栓旋松,然后转动夹具520,当调整到合适的角度时,再将旋紧螺栓拧紧。夹具520的转动对激光出射方向的调试十分重要。
    37.所述固定机构和所述壳体之间设置有微调二维移动平台,所述微调二维移动平台用于带动所述固定机构在与所述出光口朝向垂直的平面上运动。
    38.微调二维平台可以带动固定机构在平面上进行运动,该平面垂直于出光口的朝向,从而改变出射激光相对于出光口的位置,修正运输或者装配带来的误差,以使从棱镜射
    出的激光位于出光口的中心位置。
    39.优选的,所述棱镜200可以为三棱镜,在其他的实施方式中,其他异形的棱镜200结构只要满足第一面和第二面呈夹角的结构,且能够完成光束整形的功能也属于本申请的保护范围。在三棱镜上,第一面和第二面的夹角、三棱镜的折射率、以及光线的入射角已知后,便可以计算得到出射光线和入射光线的夹角。又因为三棱镜上的第一面和第二面的夹角和三棱镜的折射率固定,那么出射光线和入射光线的夹角便随光线的入射角的改变而改变。
    40.光源组件可以为紫外激光器,从布鲁斯特角切割的非线性晶体100的第二面输出的紫外激光将以布鲁斯特角入射到三棱镜中,激光偏振态与布鲁斯特角所要求的透射光偏振态契合,所以既可以保证激光的偏振状态不发生改变,具有保偏功能,又可提高激光的透过率,减少损耗。
    41.所述棱镜200的材料可以为石英或者玻璃,本实施例中,三棱镜可以选用熔融石英制作,抗损伤阈值高。
    42.三棱镜形状一次设计成型,批量生产远远低于现有方法中所使用的反射镜镀膜的成本。三棱镜表面无需镀膜,成本低廉,激光透过率高,抗损伤阈值高。
    43.三棱镜偏折角受激光入射角变化调制的灵敏度低,所以具有高稳定性且高精度调节的特点。
    44.利用了输出激光的单色性和三棱镜的偏折性质,可实现对激光器输出激光的指向性的调节,并且具有低成本、低损耗、高阈值、高稳定性、高精度、操作简单的特点。
    45.如图2所示,本方案还具有对激光等相位面进行修正的特点,如图2所示。在第一光屏300上,激光光斑的不同位置会产生最大δ=n1*ef的光程差,经过设计的三棱镜修正之后,光程差δ=n1*ef-n2*ab-n2*cd,经过合理选值,可对激光光斑各部分相位差进行有效修正。其中,n1为非线性晶体100的折射率,ef为图2中e点和f点之间的距离,n2为棱镜200的折射率,ab为图2中a点到b之间的距离,cd为c点到d点之间的距离,第一光屏300和第二光屏400均为测试阶段插入的,实际产品中并不存在。
    46.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

    技术特征:
    1.一种激光装置,其特征在于,所述激光装置包括:壳体、光源组件和棱镜(200),所述光源组件和棱镜(200)均安装在所述壳体内,所述壳体上具有出光口;所述光源组件以布儒斯特角为入射角向所述棱镜(200)发射偏振光,所述棱镜(200)包括第一面和第二面,且所述第一面和第二面呈夹角设置,所述第一面用于接收由所述光源组件射出的激光光束,并将该激光光束折射向第二面,所述第二面用于将激光光束折射向所述出光口,以使激光光束能够从所述出光口的中心位置,且沿垂直于所述出光口的方向射出。2.根据权利要求1所述的激光装置,其特征在于,所述激光装置包括固定机构,所述固定机构用于固定棱镜(200),且所述固定机构固定在所述壳体上。3.根据权利要求2所述的激光装置,其特征在于,所述固定机构包括安装槽,所述安装槽的宽度与所述棱镜(200)的高度相等,所述棱镜(200)安装在所述安装槽内。4.根据权利要求2所述的激光装置,其特征在于,所述固定机构包括底座(510)和夹具(520),所述夹具(520)用于固定所述棱镜(200),所述夹具(520)与所述底座(510)能够相对转动,以改变所述棱镜的第一面的朝向。5.根据权利要求4所述的激光装置,其特征在于,所述夹具(520)与所述底座(510)之间设置有锁紧结构,所述锁紧结构锁紧后,所述底座(510)与所述夹具(520)固定。6.根据权利要求2所述的激光装置,其特征在于,所述固定机构和所述壳体之间设置有微调二维移动平台,所述微调二维移动平台用于带动所述固定机构在与所述出光口朝向垂直的平面上运动。7.根据权利要求1所述的激光装置,其特征在于,所述光源组件包括激光器和非线性晶体(100),所述非线性晶体(100)包括入光面和出光面,且所述出光面按照布鲁斯特角切割形成,所述入光面用于接收由所述激光器发出的激光,所述出光面用于将激光折射向所述棱镜(200)。8.根据权利要求1所述的激光装置,其特征在于,所述棱镜为三棱镜。9.根据权利要求1所述的激光装置,其特征在于,所述棱镜(200)的材料为石英或者玻璃。
    技术总结
    本实用新型提供了一种激光装置,涉及激光器技术领域,激光装置包括壳体、光源组件和棱镜,光源组件和棱镜均安装在壳体内,壳体上具有出光口;光源组件以布儒斯特角为入射角向棱镜发射偏振光,棱镜包括第一面和第二面,且第一面和第二面呈夹角设置,第一面用于接收由光源组件射出的激光光束,并将该激光光束折射向第二面,第二面用于将激光光束折射向出光口,以使激光光束能够从出光口的中心位置,且沿垂直于出光口的方向射出,通过棱镜的夹角和尺寸设计,实现对输出激光的指向调节功能,可避免机械结构上的复杂化,提升激光调节的便宜程度,并且降低了生产成本。并且降低了生产成本。并且降低了生产成本。


    技术研发人员:侯杰 李旭
    受保护的技术使用者:北京华岸科技有限公司
    技术研发日:2020.08.21
    技术公布日:2021/3/9

    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-55064.html

    最新回复(0)