一种大功率激光衰减器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光技术领域，具体涉及激光功率衰减技术，特别是一种适用于大功率激光衰减器。
【背景技术】
[0002]在激光应用系统中，通常需要将激光功率通过衰减器衰减后才能进行使用或测量。在以往的应用中，衰减器通常只设计有单一的调节方式，一旦调节装置失效，很难在短时间内修复并投入使用，另外，单一的调节方式在某些情况下也很难满足使用人员需要手动调节的需求；在衰减器调节过程中，对于调节过度的防护措施相对薄弱，甚至是没有考虑，存在一定的安全隐患；而对于大功率激光，其吸收体通常采用水冷散热，但现有的设计都将吸收体内置于衰减器，水路连接复杂，且安装维护不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种大功率激光衰减器。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为:
一种大功率激光衰减器，包括壳体、上盖、镜筒、1/2波片、偏振分束装置和激光吸收体组件，激光通过镜筒入射壳体内，沿激光入射方向在入射光轴上依次设置1/2波片和偏振分束装置，所述激光吸收体组件设置在偏振分束装置的分束光路中；还包括调节杆、电机系统和换向传动装置；所述1/2波片安装在所述镜筒中，通常1/2波片粘接固定在镜筒的激光入射端；镜筒与壳体活动连接，镜筒可绕入射光轴旋转；所述电机系统安装在壳体内，其输出轴与镜筒垂直设置，所述输出轴通过换向传动装置带动镜筒旋转，从而使镜筒内安装的1/2波片转动，1/2波片转动时其光轴角度发生变化，线偏振的输入激光通过1/2波片后偏振方向发生不同的偏转，由于不同偏振方向激光的P光与S光分量不同，通过偏振分束装置后，最终输出的分束光强度占比不同，通过转动1/2波片可调节输入激光的衰减比率，对输出激光的功率进行调节；镜筒上安装所述调节杆，拨动调节杆可旋转镜筒，调节杆作为手动调节1/2波片的旋转位置的把手，同时也作为机械限位的装置。
[0005]优选地，所述镜筒通过第一轴承和第二轴承与壳体实现活动连接，镜筒在二轴承限制下相对壳体旋转。
[0006]优选地，所述镜筒与壳体间安装有卡簧，所述卡簧轴向定位镜筒位置。
[0007]优选地，所述镜筒的激光入射端套接安装有指示环，所述调节杆固定在所述指示环上；壳体表面固定有一中间带空槽的刻度环，调节杆穿过所述空槽，因为调节杆被约束在空槽内运动，可通过阻挡调节杆强制停止镜筒转动，该空槽与其中的调节杆配合，形成防止衰减器调节过度的机械限位。
[0008]所述偏振分束装置包括沿激光入射方向在入射光轴上依次放置的第一镜片(2)和第二镜片(3)，二镜片相对倾斜放置，二镜片的入射镜面法线均与所述入射光轴成布儒斯特角；所述激光吸收体组件(21)设置在第一镜片(2)的反射光路中。
[0009]优选地，所述第一镜片(2)和第二镜片(3)相对垂直入射光轴的平面镜面对称摆放。
[0010]优选地，所述偏振分束装置包括沿激光入射方向在入射光轴上依次设置的第一镜片和第二镜片，二镜片相对倾斜放置，二镜片的入射镜面法线均与所述入射光轴成布儒斯特角，所述激光吸收体组件设置在第一镜片的反射光路中。输入激光经过1/2波片后偏振方向发生偏转，不同偏振方向的输入激光入射第一镜片时反射率不同，透射激光再入射第二镜片的透射率也不同，通过改变输入激光偏振方向实现输出激光功率的调节。
[0011]进一步优选地，所述第一镜片和第二镜片相对垂直入射光轴的平面成镜面对称设置，激光在二镜片上的入射面相互重合。
[0012]优选地，所述激光吸收体组件包括吸收体和两个水接头，所述吸收体安装入壳体内，所述水接头露于壳体外部；反射的激光进入吸收体腔内，将光能转化为热能，水冷机连接水接头，通过水接头流入冷水将热量带走。吸收体由衰减器外部装入，并可通过螺丝或法兰等连接方式固定在衰减器壳体上。
[0013]优选地，所述换向传动装置包括垂直啮合的主动伞齿轮和从动伞齿轮，实现90°换向传动，所述主动伞齿轮通过联轴器连接所述输出轴，所述从动伞齿轮套在镜筒上并与镜筒固定。
[0014]作为前一方案的进一步优选，所述从动伞齿轮上安装有限位杆，所述镜筒旁安装有配合所述限位杆的槽型光电开关，所述槽型光电开关可选用U型槽，当限位杆随镜筒和齿轮旋转经过光电开关的U型槽时触发光电开关发出信号；所述电机系统包括电机组件、电机驱动器和编码器，所述输出轴安装在电机组件上，所述电机驱动器驱动输出轴转动，所述编码器安装在电机组件上监控输出轴转动状态，并分别与电机驱动器和槽型光电开关信号连接；槽型光电开关的触发时的信号反馈至编码器，编码器控制电机驱动器停止输出轴转动，实现衰减器的光电限位。
[0015]本发明所称“安装”与“固定”，包括直接连接和通过中间件间接连接的方式。
[0016]本发明的技术解决方案通过旋转1/2波片改变输入激光的偏振方向，进而改变激光以布儒斯特角入射镜片时的透射率，从而实现激光能量衰减的目的；本发明衰减器同时设置了电动和手动的调节方式，设置了衰减器调节的光电限位和机械限位，将吸收体水冷散热的水接头设置于衰减器壳体之外。
[0017]本发明同时实现了衰减器的电动和手动调节功能，提高旋转结构的安全防护等级，简化吸收体的水路连接，方便、快速接入外部水冷系统，同时便于吸收体的安装、更换和维护。
【附图说明】
[0018]图1为本发明衰减器的爆炸结构图；
图2为图1中的衰减器整体结构及光路示意图。
[0019]其中:
1:壳体；2:第一镜片；3:第二镜片；4:上盖；5:第一轴承；6:主动伞齿轮；7:限位杆；8:槽型光电开关；9:卡貪；10:1/2波片；11:调节杆；12:第一■轴承；13:镜筒；14:指不环；15:刻度环；16:从动伞齿轮；17:联轴器；18:电机组件；19:编码器；20:电机驱动器；21:激光吸收体组件；22:水接头；L1:输入激光；L2:反射激光；L3:输出激光。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0021]如图1，沿激光入射方向依次放置在衰减器的入射光轴上的1/2波片10、第一镜片
2、第二镜片3以及激光吸收体组件21共同组成衰减器光路上的重要节点，整个衰减器安装完毕后去除上盖4的整体结构如图2所示。其中:
第一镜片2和第二镜片3相对与入射光轴垂直的平面呈镜像对称设置，二镜片入射镜面的法线均与入射光轴成布儒斯特角；1/2波片10胶粘固定于镜筒13中靠近激光入射端位置，镜筒13上靠近1/2波片10的端部安装指示环14 ;第二轴承12和第一轴承5安装固定在壳体1对应的轴承孔内，将预先组装好的镜筒13依次穿过第二轴承12、从动伞齿轮16和第一轴承5，镜筒13与轴承内圈固定，从动伞齿轮16上安装固定螺钉与镜筒13固定连接；在镜筒13的中间的卡簧槽处安装卡簧9对镜筒13进行轴向定位，确定镜筒13伸入壳体1的长度；刻度环