一种高功率激光切换装置的制作方法

本实用新型涉及激光加工领域，尤其涉及一种高功率激光切换装置。

背景技术：

在激光传输过程中，经常需要设计带有全反镜片的激光切换装置来实现光路的切换。

激光切换装置的镜片由于各种原因，比如表面受热不均，表面有灰尘杂质，镜片应力不均等，可能会造成镜片破裂，此时，如果激光持续输出，激光会产生不规则反射和折射，反射的激光和折射的激光会照射到其他零部件表面，产生烟雾等污染物，造成整个光路其他精密光学部件损坏，严重时甚至会引起火灾等重大事故。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种高功率激光切换装置，可以解决现有技术中由于镜片的原因导致激光照射在其他零部件表面，使整个光路的其他精密光学部件损坏的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高功率激光切换装置，其特征在于，所述装置包括底座、基架板、镜片固定座和检测探头；

所述基架板的一端固定在所述底座上，所述镜片固定座可旋转的固定在所述基架板的第一表面，所述镜片固定在所述镜片固定座的一侧面；

所述第一表面远离所述底座的边缘上设置有第一挡块，旋转所述镜片固定座，当所述镜片固定座接触所述第一挡块时，所述镜片的位置为出光位置，所述基架板上对应于所述出光位置处设置有所述检测探头，所述检测探头用于接收经所述镜片散射的激光。

本实用新型提供一种高功率激光切换装置，该装置在出光位置处设置有检测探头，检测探头用于接收经镜片散射的激光，当镜片出现问题时，激光持续输出会产生散射，检测探头接收到散射的激光后发出信号，可以立即切换激光输出，能避免光路中其他精密光学部件损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。

图1为本实用新型实施例中一种高功率激光切换装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中出光位置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中停止出光位置的结构示意图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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。

由于现有技术中存在由于镜片的原因导致激光照射在其他零部件表面，使整个光路的其他精密光学部件损坏的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种高功率激光切换装置，该装置在出光位置处设置有检测探头，检测探头用于接收经镜片散射的激光，当镜片出现问题时，激光持续输出会产生散射，检测探头接收到散射的激光后发出信号，可以立即切换激光输出，能避免光路中其他精密光学部件损坏。

请参阅图1与图2，图1为本实用新型实施例中一种高功率激光切换装置的立体结构示意图，图2为本实用新型实施例中出光位置的结构示意图。

该高功率激光切换装置包括底座1、基架板2、镜片固定座3和检测探头4；

基架板2的一端固定在底座1上，镜片固定座3可旋转的固定在基架板2的第一表面，镜片31固定在镜片固定座3的一侧面；

第一表面远离底座1的边缘上设置有第一挡块21，旋转镜片固定座3，当镜片固定座3接触第一挡块21时，镜片31的位置为出光位置，基架板2上对应于出光位置处设置有检测探头4，检测探头4用于接收经镜片31散射的激光。

需要说明的是，为了保护光路系统其他各个精密光学零部件，设计了镜片损坏检测装置，该装置主要由检测探头4来实现。检测探头4位于基架板2上对应于出光位置的位置处，能在激光出光的过程中实时接收经镜片31散射的激光。当出现由于镜片31的问题而导出散射激光的强度异常时，如镜片31破损后，激光可能发生不规则的折射，反射等激光传输，可能烧毁光纤，其他镜片等精密部件，严重时会引起整机起火，造成严重生产事故。镜片31破损后，检测探头4由于接收到的激光散射、折射增加等，检测到的信号会急剧增高，检测探头4接收到异常信号时，在非常短的时间内迅速发出信号，及时切断激光器出光，从而保护整个光路的安全。

优选的，检测探头4还用于检测镜片31是否位于出光位置，当镜片31位于出光位置时，检测探头4发出出光就绪信号。具体的，当整个高功率激光切换装置上电后，镜片固定座3逆时针旋转，当接触到第一挡块21时，镜片31位于出光位置。当镜片31已位于出光位置时，检测探头4发出出光就绪信号，激光器开始正常出光。

优选的，基架板2的材料为铝合金材料，或者黄铜材料，或者不锈钢材料等。

优选的，第一挡块21的材料为硅橡胶材料或者弹弓胶材料等较软材料。第一挡块21的存在能防止镜片旋转过程中，镜片31意外撞坏情况出现。

优选的，镜片固定座3的材料为铝合金材料，或者黄铜材料，或者紫铜材料，或者不锈钢材料等。

进一步的，该装置还包括水冷装置5；

水冷装置5固定在底座1上且紧贴在基架板2与第一表面相背的第二表面上，水冷装置5上设置有进水接头51和出水接头52，水冷装置5的内部设置有水路，进水接头51连接水路的输入端，出水接头52连接水路的输出端。

需要说明的是，随着光纤激光器的快速发展，激光器的输出功率越来越高，在激光传输过程中，损耗的激光在镜片处会转化成热量，该热量累积从而影响整个激光切换装置的结构热变形，进而引起光路的偏转与失准。因此，激光切换装置需要选用较厚的镜片且镜片上镀有高质量的膜，来尽可能的减少激光在镜片位置的损耗。在加工应用过程中，由于镜片质量增加，对激光切换速度和激光切换精度要求增大，需要选用更大的电机、电磁铁等来带动镜片，以实现快速切换，而更大的电机、电磁铁等电子设备在运行过程中发热更多，会导致激光切换装置的结构热变形，影响光路。

基于上述理由，本实用新型中高功率激光切换装置还设置有水冷装置5。通过该水冷装置5使得镜片31可以承受高功率激光，最高功率达到6千瓦。

优选的，水冷装置5和基架板2贴合安装在一起，通过水冷装置5内流通的冷却水冷却镜片固定座3，保证镜片31的表面始终处于合适的温度范围内。

优选的，水冷装置5的材料为铝合金材料，或者黄铜材料，或者紫铜材料等。

优选的，镜片31的材料为高纯度的熔融石英材料。

优选的，综合考虑镜片31的散热问题，镜片固定座3的材料优先选用导热率比较高的紫铜材料和铝合金材料。

进一步的，该装置还包括旋转装置6；

基架板2在镜片固定座3固定的位置处设置有第一通孔，水冷装置5与第一通孔对应的位置处设置有第二通孔；

旋转装置6上设置有旋转轴，旋转轴穿过第二通孔及第一通孔，且旋转轴与镜片固定座3固定，以便旋转装置6控制镜片固定座3旋转。

需要说明的是，旋转装置6可以通过螺钉固定在基架板2上。当整个高功率激光切换装置上电后，旋转装置6开始旋转，带动镜片固定座3旋转，从而带动镜片31位于出光位置；当整个高功率激光切换装置断电后，镜片固定座3由于重力原因，带动镜片31位于停止出光位置。

优选的，水冷装置5和旋转装置6紧密贴合，通过水冷装置5内流通的冷却水冷却旋转装置6，保证旋转装置6始终处于合适的温度范围内。

进一步的，基架板2的第一表面与底座相交的边缘上设置有第二挡块22。

需要说明的是，请参阅图3，为本实用新型实施例中停止出光位置的结构示意图。当整个高功率激光切换装置停止通电后，由于重力的影响，镜片固定座3顺时针旋转，当镜片固定座3接触到第二挡块22时，镜片31的位置为停止出光位置。当镜片31位于停止出光位置时，激光器无法出光，能防止突然上电导致激光意外出射的情况。

优选的，第二挡块22的材料为硅橡胶材料或者弹弓胶材料等较软材料。第二挡块22的存在能防止镜片旋转过程中，镜片31意外撞坏情况出现。

特别强调的是，第一挡块21的主要作用的是上电后，在旋转装置6控制镜片固定座3旋转到出光位置后，阻挡镜片固定座3进一步旋转，防止镜片31转离出光位置，特别的，第一挡块21可以和第二挡块22共同起到阻挡镜片固定座3转离出光位置的作用；同样的，第二挡块22的作用主要是断电后，防止镜片固定座3由于重力原因掉落时，偏离停止出光位置，导致镜片31损坏，特别的，第一挡块21可以和第二挡块22共同起到阻挡镜片固定座3转离停止出光位置的作用。

进一步的，旋转装置6为电机或者电磁铁。

优选的，旋转装置6为步进电机或者旋转电磁铁。

进一步的，水冷装置5上设置有堵盖53。

优选的，水冷装置5上设置若干个堵盖53，堵盖53采用不锈钢材料等，用于起到水路密封的作用。

进一步的，水冷装置5的表面具有电镀层或者氧化层，水冷装置5的内部水路表面具有电镀层或者氧化层。

需要说明的是，因为水冷装置5需要长期接触冷却水，为防止材料腐蚀和氧化等情况出现，水冷装置5的表面需要采用电镀处理使之具有电镀层，或者采用表面氧化处理使之具有氧化层；水冷装置5的内部水路表面需要采用电镀处理使之具有电镀层，或者采用表面氧化处理使之具有氧化层。

进一步的，检测探头4为光敏型光电探头。

进一步的，镜片固定座3的材料为紫铜材料或者铝合金材料。

进一步的，镜片固定座3的一侧面为圆弧形，镜片31的部分边缘通过胶水或者机械结构与镜片固定座3的圆弧形侧面匹配固定，胶水为紫外光固化胶或者两液混合硬化胶。

需要说明的是，镜片31可通过胶水或者机械结构固定在镜片固定座3上，当采用胶水固定时，胶水优选为紫外光固化胶(通称uv胶)或者两液混合硬化胶(通称ab胶)等。

需要强调的是，本实用新型通过旋转的方式实现镜片31的位置切换，实际应用时，可以通过采用平移的方式实现镜片31的位置切换，从而使镜片31位于出光位置或者停止出光位置。基架板2和水冷装置5可以采用一体加工的方式，镜片固定座3的内部也可以设置水路，以接通冷却水。

在本实用新型实施例中，该装置在出光位置处设置有检测探头4，检测探头4用于接收经镜片31散射的激光，当镜片31出现问题时，激光持续输出会产生散射，检测探头4接收到散射的激光后发出信号，可以立即切换激光输出，能避免光路中其他精密光学部件损坏。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。另外，实施例中所参见的附图仅为示意性的附图，如附图中镜片31的形状为圆形仅为示意性的，实际应用可以为其他形状；如附图中进水接头51与出水接头52的位置为示意性的，实际应用时可以位于水冷装置5的侧面等；如堵盖53的位置与数量均为示意性的，根据实际应用情况可以选择数量和位置，或者不设置堵盖53；如第一挡块21与第二挡块22的位置为示意性的，根据实际应用可以设置在其他位置。

以上为对本实用新型所提供的一种高功率激光切换装置的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。