专利名称：一种高功率激光空间滤波器及其制作方法
技术领域：
本发明涉及光滤波器领域，尤其涉及一种高功率激光空间滤波器及其制作方法。
背景技术：
当前，激光器在切割、焊接、打标等领域的应用需求，对激光器输出功率的要求越来越高，随着激光器的输出功率变高，其光束质量往往难以保证，因此需要在光路上加入空间滤波器来改善光束质量，从而满足应用的需求。现有技术中很多为吸收型滤波器，生产难度大，并且难以应用在很高的功率场合。中国专利局1998年12月9日公开的发明专利申请《高功率激光束的空间滤光器》(申请号:98109276.4)公开了一种空间滤光器，包括一个光转向元件，其通光路径边缘采用了全内反射来滤除高阶横膜，尤其适合于对高功率激光束进行空间滤波，如图1所示。但是其现有的加工方式存在加工难度大、成本高等问题。
发明内容
为克服上述问题，本发明提出一种高功率激光空间滤波器及其制作方法，利用通讯生产光纤头所用的光纤毛细管来制作锥形管，价格低廉，而且加工难度低。为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为:一种高功率激光空间滤波器，所述滤波器由一节光纤毛细管加工而成；所述光纤毛细管包括一锥形孔，一抛光的切割面；所述切割面为光入射面，所述锥形孔的斜面为全反射面。进一步的，所述切割面镀有增透膜。进一步的，所述光纤毛细管外周涂有吸收过滤光的吸收层；吸收层外可以采用风冷或者水冷来加强散热。进一步的，所述光纤毛细管的小孔可以根据需要加工成圆形、椭圆形、长方形或者正方形等。进一步的，所述光纤毛细管选择对所用激光波长吸收系数最小的材料。上述的一种高功率激光空间滤波器的制作方法，包括如下步骤:a)将规格统一的光纤毛细管带锥形孔的一端对齐，排列到切割盘上山)根据需要选择下刀切割位置，整齐切割；c)对切割面进行抛光处理，切割时所述光纤毛细管的锥形孔内填充有保护胶，对切割面抛光之后再去除该保护胶。该保护胶可以为UV胶或者环氧胶等。进一步的，还包括步骤d)在抛光的切割面上镀增透膜。进一步的，还包括步骤e)完成上述步骤之后，最后在切割获得的光纤毛细管外周涂上吸收过滤光的吸收层。本发明的有益效果:本发明利用通讯生产光纤头所用的光纤毛细管带有锥形孔的特性，根据需要尺寸直接切割为空间小孔滤波器，因光纤毛细管常规产品批量生产的成本极其低廉，价格优势明显；采用上述方法制作的空间滤波器具有如下特点:1、制作材料现成，成本低廉；2、结构简单，加工工艺简单；3、适合大规模生产等。
图1为现有技术的一种空间滤光器示意 图2为本发明的空间滤波器工作示意 图3为本发明选用的原材料光纤毛细管切割前结构及切割位置示意 图4为本发明的空间滤波器实施例一；
图5为本发明的空间滤波器实施例二 ；
标号说明:1、光纤毛细管；101、切割面；102、全反射面；2、吸收层。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
，对本发明做进一步说明。如图2所示为本发明空间滤波器的工作示意图，准直激光经透镜会聚后入射到滤波器的入射面上，其低频光经小孔透射，高频光经全反射面反射转向，被吸收层吸收，透射过的低频光再经透镜准直。该滤波器由一节光纤毛细管I加工而成；所述光纤毛细管I包括一锥形孔，一抛光的切割面101;所述切割面101为光入射面，所述锥形孔的斜面为全反射面102。对于抛光后的切割面101面反射率较高的可以在切割面101镀一层增透膜，最后在光纤毛细管I外周涂上一层吸收过滤光的吸收层2。另外，在吸收层2外还可以增加风冷或者水冷，以加强散热。光纤毛细管I的孔径可以根据需要选择不同规格的通光孔径，也可以根据需要将其小孔加工成圆形、椭圆形、长方形或者正方形等形状。为了减小材料对光的吸收损耗，光纤毛细管I可以根据应用的激光波长选择不同的材料，材料的选择标准为对应波长吸收系数最小或较小的，例如石英对紫外光的吸收系数很小，可以用来制作紫外激光的空间滤波器。上述空间滤波器的制作方法，包括如下步骤:a)根据需要选取一定规格的光纤毛细管，将规格统一的光纤毛细管带锥形孔的一端对齐，排列到切割盘上；b)根据需要选择下刀切割位置，整齐切割，如图3所示；c)对切割面进行抛光处理，切割时所述光纤毛细管的锥形孔内填充有保护胶，防止加工过程中出现崩边，对切割面抛光之后再去除该保护胶。该保护胶可以为UV胶或者环氧胶等。去胶之后还可以在抛光的切割面上镀一层增透膜；最后在光纤毛细管的外周涂上一层吸收层，用以吸收被过滤的高频光，在吸收层外可以采用风冷或者水冷以加强散热。切割位置的选取，如图3所示，光纤毛细管的直接为d0，根据需要的通光孔径，切割位置可以选择在Al处或者A2处，获得两种不同形状的滤波器，如果4和5所示。图4的滤波器切割位置在Al处，保留了一段直筒状直径的毛细管长度Λ L，后端连接一节锥形孔状的毛细管。该滤波器还可以通过改善光纤毛细管的直径d0来获得不同的通光孔径，一般通用性较高的通光孔径如Φ 20 μ m，Φ 50 μ m，Φ 125 μ m等。图5所示的滤波器切割位置在A2处，直接为一段带锥形孔的毛细管，其前面端口为锥形孔的锐边。该滤波器只需要通过调整切割位置，便可获得不同的通光孔径dl。根据锥形孔的斜度可以由所需通光孔径的大小推导出下刀切割的位置。本发明采用现成的原材料，利用通讯生产光纤头所用的光纤毛细管带有锥形孔的特性，经过简单的加工工艺便可获得高功率的激光空间滤波器，结构简单，加工方便，而且制作材料现成，成本低廉，适合大规模生产。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高功率激光空间滤波器，其特征在于:所述滤波器由一节光纤毛细管加工而成；所述光纤毛细管包括一锥形孔，一抛光的切割面；所述切割面为光入射面，所述锥形孔的斜面为全反射面。
2.如权利要求1所述的一种高功率激光空间滤波器，其特征在于:所述切割面镀有增透膜。
3.如权利要求1所述的一种高功率激光空间滤波器，其特征在于:所述光纤毛细管外周涂有吸收过滤光的吸收层。
4.如权利要求1所述的一种高功率激光空间滤波器，其特征在于:所述光纤毛细管的小孔根据需要加工为圆形、椭圆形、长方形或者正方形。
5.如权利要求1所述的一种高功率激光空间滤波器，其特征在于:所述光纤毛细管选择对所用激光波长吸收系数最小的材料。
6.一种高功率激光空间滤波器的制作方法，包括如下步骤:a)将规格统一的光纤毛细管带锥形孔的一端对齐，排列到切割盘上山)根据需要选择下刀切割位置，整齐切割；c)对切割面进行抛光处理，其特征在于:切割时所述光纤毛细管的锥形孔内填充有保护胶，对切割面抛光之后再去除该保护胶。
7.如权利要求6所述的一种高功率激光空间滤波器的制作方法，其特征在于:还包括步骤d)在抛光的切割面上镀增透膜。
8.如权利要求6所述的一种高功率激光空间滤波器的制作方法，其特征在于:还包括步骤e)最后在切割获得的光纤毛细管外周涂上吸收过滤光的吸收层。
9.如权利要求6所述的一种高功率激光空间滤波器的制作方法，其特征在于:所述保护胶为UV胶或者环氧胶。
全文摘要
本发明公开了一种高功率激光空间滤波器及其制作方法，该滤波器包括一光纤毛细管，利用通讯生产光纤头所用的光纤毛细管带有锥形孔的特性，经过简单的加工而成；该光纤毛细管包括一锥形孔，一抛光的切割面；所述切割面为光入射面，所述锥形孔的斜面为全反射面。该滤波器结构简单，加工方便，而且制作材料现成，成本低廉，适合大规模生产。
文档编号G02B27/46GK103176281SQ20111043468
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者吴砺, 赵振宇, 杨建阳, 凌吉武 申请人:福州高意通讯有限公司