专利名称：准三维调整结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体激光器，特别是一种适用于小型固体激光器光学元件的准三维调整结构。
背景技术：
全固态固体激光器由于具有效率高、寿命长、使用方便、结构紧凑和性能稳定等优点，近年来成为国际上竞相研究开发的热点。全固态固体激光器在光存储、数字视频技术、光谱技术、激光医疗、激光演示和激光多媒体技术等方面都得到广泛的应用。
随着激光二极管技术的发展，单个激光二极管的功率越来越高。激光材料生长技术的发展，使得应用于小型固体激光器中的激光晶体的尺寸也可以做成几个毫米。因此，小型的固体激光器得到了越来越广泛的应用。但是，当固体激光器的泵浦源和激光晶体尺寸达到几个毫米时，许多机械调整结构在这种小型的固体激光器中就显得体积和重量太大，调整和使用也不方便，不再适用了。
发明内容
本发明的目的是要提供一种适用于小型固体激光器光学元件调整的准三维调整结构，以适应小型化固体激光器结构的要求，简化固体激光器结构，提高装调效率，降低系统成本。
本发明的技术解决方案如下一种适用于小型固体激光器光学元件调整的准三维调整结构，特征在于其构成包括弹性铰链座、一个管状调节外套和调节螺钉，所述的弹性铰链座包括连在一起的固定体和直径较小的调整体、具有同轴通光孔，其外形呈凸圆台形状，该弹性铰链座的固定体同轴地套设在所述的管状调节外套内，所述的管状调节外套的管壁上均布有多个螺纹通孔供所述的多个调节螺钉嵌设和旋调，该调节螺钉的内端与所述的弹性铰链座的调整体相对应。
所述的弹性铰链座的固定体和调整体的连接部分设有两个或两个以上的不在同一平面的垂直其轴的且过轴的线切割通槽，该通槽的末端扩大成圆孔。
所述的弹性铰链座的中轴部分设有通光孔、或待调元件嵌设座。
所述的管状调节外套内设有多个弹性铰链座。
所述的通槽的圆孔的方向正交。
所述的弹性铰链座的通槽用线切割方式加工而成，切割方向正交，使之具有一定弹性。
所述的弹性铰链座采用具有一定弹性和导热性的青铜，或者铝质材料，或者65号锰钢，或者高弹性钢加工而成。
所述的管状调节外套采用具有一定的硬度和导热性的青铜，或者铝质材料加工而成。
弹性铰链座套入管状调节外套内，可沿管状调节外套的内壁移动，实现在光轴方向的准一维调整；管状调节外套上的三个调节螺钉作用于弹性铰链座的调整体上，以实现垂直于光轴的两个方向的角度调节。该调制结构具有自锁功能；所有元件都在管状调节外套内部，便于整体调整结构的移植；所有元件均采用导热性好的材料，适合于激光器光学元件的调整；弹性铰链座由线切割加工而成，加工简单，成本低。
本发明的技术效果或优点是采用弹性铰链座作为弹性体，内部应力小，分布均匀，结构稳定；三个调节螺钉调节锁紧后，无需另外的锁紧装置，具有自锁功能；所有元件都在管状调节外套内部，便于整体调整结构的移植；所有元件均采用导热性好的材料，适合于激光器光学元件的调整；本发明的特点是结构紧凑、系统稳定、可移植性强、易于加工、易于调整、体积小和重量轻。
图1是本发明准三维调整结构实施例1的剖视示意图；图2是图1三维调整结构实施例1A-A的剖视图；图3是本发明弹性铰链座1的纵向剖视图；图4是本发明弹性铰链座1的横向剖视图；图5和图6是本发明轴向准一维调整原理图；图7和图8是本发明垂直光轴的二维角度调整原理图；图9是本发明实施例2结构示意图；图10是本发明实施例3结构示意图；图11是本发明实施例3中第二弹性铰链座7的纵向剖视图；图12是本发明实施例3中第二弹性铰链座7的横向剖视图。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图1、图2、图3和图4，图1是本发明准三维调整结构实施例1剖视示意图，图2是图1三维调整结构A-A的剖视图，图3是本发明弹性铰链座1的先请参阅图1、图2、图3和图4，图1是本发明准三维调整结构实施例1剖视示意图，图2是图1三维调整结构A-A的剖视图，图3是本发明弹性铰链座1的纵向剖视图，图4是本发明弹性铰链座1的横向剖视图。由图可见，本发明准三维调整结构，包括弹性铰链座1、一个管状调节外套2和调节螺钉3，所述的弹性铰链座1包括连在一起的固定体105和直径较小的调整体106且外形呈一凸圆台形状，该弹性铰链座1的固定体105同轴地套设在所述的管状调节外套2内，所述的管状调节外套2的管壁上均布有多个螺纹通孔供所述的多个调节螺钉3嵌设和旋调，该调节螺钉3的内端与所述的弹性铰链座1的调整体106相对应。
所述的弹性铰链座1的固定体105和调整体106的连接部分设有两个或两个以上的不在同一平面的垂直其轴的且过轴的线切割通槽101、103，该通槽101、103的末端扩大成圆孔102、104。
所述的弹性铰链座1的中轴部分设有通光孔道、或待调元件嵌设座。
所述的管状调节外套2内设有多个弹性铰链座1。
所述的弹性铰链座1的外径和管状调节外套2内径相等，弹性铰链座1套入管状调节外套2内，二者形成轴和孔的配合。管状调节外套2的管壁上均布三个螺孔，用于固定三个调节螺钉3。
所述的通槽101、103和圆孔102、104用线切割方式加工而成，大半圆管壁通槽101和103的切割方向正交，圆孔102和104的切割方向正交，使弹性铰链座1具有一定的弹性。
待调激光器的光学元件被固定于调整体106上。
如图5和图6所示，弹性铰链座1套入管状调节外套2内，松开调节螺钉3，弹性铰链座1沿管状调节外套2内壁移动，可以实现在光轴方向的位置p1到p2的调节。
如图7所示，三个调节螺钉3作用于弹性铰链座1的调整体106上，使通槽101的张口以圆孔102为轴产生变化，调整体106随之产生对光轴的角度变化，从而产生了垂直于光轴其中一维角度调整。同理，如图8所示，三个调节螺钉3作用于弹性铰链座1的调整体106上，使通槽103的张口以圆孔104为轴产生变化，调整体106随之产生对光轴的角度变化，从而产生了垂直于光轴另一维角度调整。由于通槽101和103的切割方向正交，圆孔102和104的切割方向正交，因此角度调整的两维是正交的。
由于在调节角度的过程中无法再进行光轴方向的调整，所以光轴方向这一维调整只是准一维调整。
所述的三个调节螺钉3调节锁紧后，调整体106的位置和角度都确定了，无需所述的弹性铰链座1采用具有一定弹性和导热性的青铜，或者铝质材料，或者65号锰钢，或者高弹性钢加工而成，且加工后做相应的表明处理。
所述的管状调节外套2采用具有一定的硬度和导热性的青铜，或者铝质材料加工而成。
进一步地，在管状调节外套2内加一个或多个弹性铰链座，可以组成两套或两套以上的调整结构。
本发明准三维调整结构实施例2如图9所示。把激光晶体5放入晶体座6中，再将晶体座6放入调节外套2中。弹性铰链座1包含三个垂直其轴的大半圆管壁通槽，大半圆管壁通槽的末端加工成圆孔，大半圆管壁通槽和圆孔用线切割方式加工而成，切割方向正交，使弹性铰链座1具有一定弹性。待调光学元件4(输出镜)固定于弹性铰链座1的调整体106上，弹性铰链座1套入管状调节外套2内，固定体105和管状调节外套2的内壁配合，激光晶体5的501面和输出镜4的401面构成谐振腔，在管状调节外套2内壁沿轴向适当调节位置，可以实现调整腔长的作用。管状调节外套2的管壁壁上均布三个螺孔，用于固定三个调节螺钉3。调节螺钉3作用于弹性铰链座1的调整体106上，实现了垂直于轴的两个方向的角度调节。三个调节螺钉3调节锁紧后，调整结构就固定稳妥了。
本发明小型固体激光器光学元件的准三维调整结构实施例3如图10所示，该结构用于激光二极管端面泵浦腔内倍频固体激光器。
本实施例中含有两套调整结构，第二弹性铰链座7、调节外套2和三个调节螺钉9构成一套调整结构，把激光晶体5放入弹性铰链座7的固定体上，待调光学元件倍频晶体8放入第二弹性铰链座7的调整体中，三个调节螺钉9用于调节倍频晶体8的垂直于光轴的二维角度，实现倍频晶体8的匹配角度的调整。第一弹性铰链座1、调节外套2和三个调节螺钉3构成另一套调整结构，被调光学元件输出镜4放入第一弹性铰链座1的调整体中，第一弹性铰链座1也被放入调节外套2中，沿调节外套2内壁滑动，调节腔长；三个调节螺钉3用于调节输出镜4垂直于光轴的二维角度，实现了腔长和腔的二维角度的调整。
在本实例中第二弹性铰链座7包含四个垂直轴向的大半圆管壁通槽701、703、705和707，而且分别在大半圆管壁通槽701、703、705和707的末端加工圆孔702、704、706和708，如图11和图12所示。弹性铰链座7比弹性铰链座1具有更大的调整角度。
权利要求
1.一种适用于小型固体激光器光学元件调整的准三维调整结构，特征在于其构成包括弹性铰链座(1)、一个管状调节外套(2)和调节螺钉(3)，所述的弹性铰链座(1)包括连在一起的固定体(105)和直径较小的调整体(106)且外形呈一凸圆台形状，该弹性铰链座(1)的固定体(105)同轴地套设在所述的管状调节外套(2)内，所述的管状调节外套(2)的管壁上均布有多个螺纹通孔供所述的多个调节螺钉(3)嵌设和旋调，该调节螺钉(3)的内端与所述的弹性铰链座(1)的调整体(106)相对应。
2.根据权利要求1所述的准三维调整结构，其特征在于所述的弹性铰链座(1)的固定体(105)和调整体(106)的连接部分设有两个或两个以上的不在同一平面的垂直其轴的且过轴的线切割通槽(101、103)，该通槽(101、103)的末端扩大成圆孔(102、104)。
3.根据权利要求1所述的准三维调整结构，其特征在于所述的弹性铰链座(1)的中轴部分设有通光孔道、或待调元件嵌设座。
4.根据权利要求1所述的准三维调整结构，其特征在于所述的管状调节外套(2)内设有多个弹性铰链座(1)。
5.根据权利要求2至4任一项所述的准三维调整结构，其特征在于所述的所述的圆孔(102)和圆孔(104)的方向正交。
6.根据权利要求1所述的准三维调整结构，其特征在于所述的弹性铰链座(1)采用具有一定弹性和导热性的青铜，或者铝质材料，或者65号锰钢，或者高弹性钢加工而成。
7.根据权利要求1所述的准三维调整结构，其特征在于所述的管状调节外套(2)采用具有一定的硬度和导热性的青铜，或者铝质材料加工而成。
全文摘要
一种适用于小型固体激光器光学元件调整的准三维调整结构，包括弹性铰链座、一个管状调节外套和调节螺钉，所述的弹性铰链座包括连在一起的固定体和直径较小的调整体、具有同轴通光孔，其外形呈凸圆台形状，该弹性铰链座的固定体同轴地套设在所述的管状调节外套内，所述的管状调节外套的管壁上均布有多个螺纹通孔供所述的多个调节螺钉嵌设和旋调，该调节螺钉的内端与所述的弹性铰链座的调整体相对应。本发明的特点是结构紧凑、系统稳定、可移植性强、易于加工、易于调整、体积小和重量轻。
文档编号G02B7/00GK101071925SQ20071004086
公开日2007年11月14日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者林强, 王勇, 王宪涛, 王利, 朱键强 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所