光束耦合及控制装置的制作方法

本实用新型涉及激光光学系统领域，特别是指一种光束耦合及控制装置。

背景技术：

光机系统是激光热处理系统或激光加工系统中的核心模块，随着激光精密加工技术的快速发展，对于光机系统的功能要求集成度越来越高，控制越来越复杂，然而普通的光机系统往往只关注束斑指标的实现，对于控制功不能进行集中优化设计，使得现有技术的光束耦合模块在结构上很难实现紧凑化，尺寸较大，集成度较差，无法实时监测激光功率和脉冲波形的功能。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种光束耦合及控制装置，本实用新型能够快速而简便地调整激光束的传播轨迹，可对激光功率进行衰减和激光能量衰减，可对激光波形进行实时检测，并根据检测出的结果做出合理的反馈和调整。

本实用新型提供技术方案如下：

一种光束耦合及控制装置，包括箱体，其中：

所述箱体的侧壁上开有入光口和出光口，所述入光口的轴线和出光口的轴线垂直；所述箱体内设置有第一分光镜、功率衰减装置和光电探头；所述箱体外表面上设置有第一激光束收集器；

所述入光口、第一分光镜、出光口在主光路上沿光路传播方向由前向后依次布置，所述第一分光镜将从入光口射入箱体内并沿着主光路到达第一分光镜的激光分为反射光和透射光，第一分光镜的反射光沿着主光路从出光口射出箱体，第一分光镜的透射光沿着第一分光路进入光电探头；

所述功率衰减装置设置在出光口和第一分光镜之间，所述功率衰减装置包括光衰减器和控制光衰减器进入主光路或移出主光路的第一移动装置，所述光衰减器进入主光路时，将主光路上的激光分解为沿主光路的第一分量和垂直于主光路的第二分量，所述第一分量沿着主光路从出光口射出箱体，所述第二分量沿着第一反射光路进入第一激光束收集器。

进一步的，所述箱体内还设置有遮挡装置，所述箱体外表面上还设置有第二激光束收集器，所述遮挡装置设置在入光口和第一分光镜之间，所述遮挡装置包括反光镜和控制反光镜进入主光路或移出主光路的第二移动装置，所述反光镜进入主光路时，将主光路上的激光反射后沿着第二反射光路进入第二激光束收集器。

进一步的，所述第一移动装置为气动装置，所述气动装置连接有气路，所述气路与外部供气装置连接，所述气路上设置有电磁阀，通过气路内的压缩气体控制光衰减器平移进入主光路或平移移出主光路。

进一步的，所述第二移动装置为电机，所述反光镜设置在支撑板上，所述电机与所述支撑板连接，通过电机的旋转控制反光镜旋转进入主光路或旋转移出主光路。

进一步的，所述第一激光束收集器和第二激光束收集器连接有冷却水管，所述冷却水管与外部供水装置连接。

进一步的，所述箱体内还设置有第二分光镜，所述箱体外表面上还设置有功率计，所述第二分光镜设置在第一分光路上，所述第二分光镜将第一分光路上的激光分为反射光和透射光，第二分光镜的反射光沿着第二分光路进入功率计，第二分光镜的透射光沿着第一分光路进入光电探头。

进一步的，所述遮挡装置、第一分光镜、第二分光镜、功率衰减装置和光电探头中的部分或全部设置在水平调节板上。

进一步的，所述光衰减器为固定光衰减器或可调光衰减器，所述光电探头为高速光电探头。

进一步的，所述箱体包括上盖和下壳，所述上盖通过螺栓连接在所述下壳的上端。

进一步的，所述箱体侧壁上通过螺栓连接有接口板，所述接口板上设置有气路连接口和电缆线连接口。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能够快速而简便地调整激光束的传播轨迹，可对激光功率进行衰减和激光能量衰减，可对激光波形进行实时检测，并根据检测出的结果做出合理的反馈和调整。

附图说明

图1为本实用新型的光束耦合及控制装置的内部结构和光路示意图；

图2为本实用新型的光束耦合及控制装置的外部结构图；

图3为本实用新型的光束耦合及控制装置的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型实施例提供一种光束耦合及控制装置，如图1-3所示，其包括箱体1，其中：

箱体1的侧壁上开有入光口2和出光口3，入光口2的轴线和出光口3的轴线垂直；箱体1内设置有第一分光镜4、功率衰减装置5和光电探头6；箱体1外表面上设置有第一激光束收集器7。

入光口2、第一分光镜4、出光口3在主光路100上沿光路传播方向由前向后依次布置，第一分光镜4将从入光口2射入箱体1内并沿着主光路100到达第一分光镜4的激光分为反射光和透射光，第一分光镜4的反射光沿着主光路100从出光口3射出箱体，第一分光镜4的透射光沿着第一分光路200进入光电探头6。

功率衰减装置5设置在出光口3和第一分光镜4之间，功率衰减装置5包括光衰减器8和控制光衰减器8进入主光路100或移出主光路100的第一移动装置9，光衰减器8进入主光路100时，将主光路100上的激光分解为沿主光路100的第一分量和垂直于主光路100的第二分量，第一分量沿着主光路100从出光口3射出箱体1，第二分量沿着第一反射光路300进入第一激光束收集器7。

本实用新型用于光机系统光路的耦合衔接。激光从入光口进入箱体内，通过第一分光镜改变了主光路的路径，使得入光口射入的激光与出光口射出的激光垂直，能够快速而简便地调整激光束的传播轨迹。

并且，本实用新型通过第一分光镜分出第一分光路，在第一分光路上设置光电探头，对激光的脉冲波形进行实时检测，并根据检测结果做出合理的反馈和调整。

本实用新型还在主光路上设置功率衰减装置，当需要对激光的功率进行衰减时，第一移动装置控制光衰减器进入主光路，光衰减器将激光分为第一分量和第二分量，第二分量被第一激光束收集器收集吸收，达到衰减激光功率的目的，同时防止多余光束能量对设备造成破坏。并且，通过调节光衰减器进入主光路和离开主光路的时间，可以对激光脉冲进行激光能量衰减。

综上所述，本实用新型能够快速而简便地调整激光束的传播轨迹，可对激光功率进行衰减和激光能量衰减，可对激光波形进行实时检测，并根据检测出的结果做出合理的反馈和调整。

作为本实用新型的一种改进，箱体1内还设置有遮挡装置10，箱体1外表面上还设置有第二激光束收集器11，遮挡装置10设置在入光口2和第一分光镜4之间，遮挡装置10包括反光镜12和控制反光镜12进入主光路100或移出主光路100的第二移动装置13，反光镜12进入主光路100时，将主光路100上的激光反射后沿着第二反射光路400进入第二激光束收集器11。

本实用新型中，如需切断激光在光束耦合及控制装置中的传播，通过第二移动装置使得反光镜进入主光路，反光镜将主光路上的激光反射至第二激光束收集器，激光被第二激光束收集器收集吸收，达到切断激光传播的目的，同时防止多余光束能量对设备造成破坏。

本实用新型不限制第一移动装置和第二移动装置的形式，下面给出一个具体示例：

第一移动装置9为气动装置，气动装置9连接有气路14，气路14与外部供气装置连接，为设备持续提供压缩气体，气路14上设置有电磁阀15，通过气路15内的压缩气体控制光衰减器8平移进入主光路100或平移移出主光路100。

本实用新型不限制第二移动装置的形式，优选的，第二移动装置13为电机，反光镜12设置在支撑板16上，电机与支撑板16连接，通过电机的旋转控制反光镜12旋转进入主光路100或旋转移出主光路100。

本实用新型中，第一激光束收集器7和第二激光束收集器11连接有冷却水管17，冷却水管17与外部供水装置连接，为设备持续提供冷却水。

作为本实用新型的另一种改进，箱体1内还设置有第二分光镜18，箱体1外表面上还设置有功率计19，第二分光镜18设置在第一分光路200上，第二分光镜18将第一分光路200上的激光分为反射光和透射光，第二分光镜18的反射光沿着第二分光路500进入功率计19，功率计根据收集到的激光测量出当前激光的功率，第二分光镜18的透射光沿着第一分光路200进入光电探头6，光电探头根据收集到激光实时检测激光的脉冲波形。

遮挡装置10、第一分光镜4、第二分光镜18、功率衰减装置5和光电探头6中的部分或全部设置在水平调节板上，用于调节各个部件的高度及水平度。

光衰减器8可以为固定光衰减器，也可以为可调光衰减器，可对激光进行固定或连续衰减，达到固定衰减或连续衰减的目的。

光电探头6有午安为高速光电探头。

本实用新型的箱体可以有多种结构形式，示例性的：箱体1包括上盖20和下壳21，上盖20通过螺栓连接在下壳21的上端。入光口、出光口、第一激光束收集器、第二激光束收集器和功率计优选设置在箱体的侧壁上，也就是下壳的侧壁上，第一激光束收集器、第二激光束收集器和功率计优选使用功能螺栓连接在箱体的侧壁上。

为方便连接外部电气设备和外部供气装置，箱体1侧壁上通过螺栓连接有接口板22，接口板22上设置有气路连接口23和电缆线连接口24。

本实用新型实施例的光束耦合及控制装置，激光从入光口进入装置，并从出光口射出。其具有以下优点：

1.入光口和出光口的激光轨迹垂直，快速而简便地调整激光束的传播轨迹。

2.通过光衰减器对激光脉冲进行激光能量衰减和激光功率衰减，并实现了固定衰减或连续衰减激光的目的。

3.通过功率计实时检测激光的功率，通过光电探头实时检测激光的脉冲波形，并根据检测结果做出合理的反馈和调整，在保证精度的前提下，使得光学系统调整操作过程变得简化。

4.通过水平调节板调整内部元器件的高度及水平度。

5.通过激光束收集器可吸收激光，防止多余激光能量对设备造成破坏。

6.集中实现光束的耦合和控制功能，使对激光的控制更为集中和紧凑，不用在光路中多处分光即可进行控制和检测，有效提高了光机的效率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。