一种激光吸收装置及激光器的制作方法

1.本发明属于激光器技术领域，具体地说涉及一种激光吸收装置及激光器。


背景技术：

2.激光器装置中的剩余激光会影响到激光器的稳定性、可靠性和寿命，因此，剩余激光的高效可靠吸收对激光器系统可靠性、稳定性等有着重要的影响。目前，常规激光器装置中的吸收池结构体积偏大，且在高功率运行情况下，高功率密度激光入射到吸收池内容易产生微小杂质，污染激光器内光学元件表面，影响激光器的稳定性及寿命，甚至给激光器运维带来问题。
3.随着激光技术和激光需求的发展，对激光器输出功率要求越来越高，随之而来的剩余激光吸收问题也越来越重要，如何实现在有限体积内将剩余激光吸收是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种激光吸收装置及激光器。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光吸收装置，包括吸收体和扩束元件，所述吸收体的侧面开设安装凹槽，所述扩束元件嵌设于安装凹槽内并作为吸收体的激光入射口，所述吸收体的内部中空作为激光的吸收腔体，激光经扩束元件扩束后入射至吸收腔体的腔壁表面并被吸收。
6.进一步，所述扩束元件与安装凹槽的槽底相贴设置，所述安装凹槽的槽底与吸收体侧面的夹角为0
°
到90
°
，即扩束元件与吸收体侧面的夹角为0
°
到90
°
。
7.优选的，所述扩束元件与安装凹槽的槽底采用胶粘方式连接。
8.优选的，所述扩束元件通过压片固定在安装凹槽的槽底。
9.进一步，所述扩束元件表面镀有激光波段增透膜。
10.进一步，所述扩束元件的焦距小于10mm。
11.进一步，所述吸收体采用吸收激光的材料制成。
12.优选的，所述吸收体采用铜、铝、铁或钢制成。
13.进一步，所述扩束元件设有多个，且多个扩束元件位于吸收体的同一侧面、相邻侧面或相对侧面。
14.进一步，当扩束元件设有多个，且多个扩束元件位于吸收体的相对侧面时，位于吸收体相对侧面上的扩束元件错位设置，防止激光逃逸。
15.优选的，位于吸收体相对侧面上的扩束元件沿着吸收体的高度方向错位设置。
16.优选的，位于吸收体相对侧面上的扩束元件沿着吸收体的宽度方向错位设置。
17.优选的，位于吸收体相对侧面上的扩束元件倾斜角度不同，以实现错位设置。
18.进一步，所述吸收腔体的腔壁表面做发黑处理或粗糙处理。
19.进一步，所述吸收体设有冷却元件，保证吸收体的热量能传导给冷却元件。
20.另，本发明还提供一种激光器，包括上述的激光吸收装置。
21.本发明的有益效果是：扩束元件作为吸收体的激光入射口，将进入吸收体的激光扩束，降低激光的功率密度及热流密度，提升激光吸收效率和可靠性。
22.扩束元件能够阻挡激光入射到吸收腔体腔壁表面产生的微小杂质，避免污染激光器内光学元件，有助于提高激光器的稳定性及寿命。
23.吸收体采用铜、铝、铁或钢制成，能够吸收激光，并具有高导热性能，保证激光被大量吸收。
24.扩束元件的焦距小于10mm，可实现在有限体积内高效、可靠吸收激光，对激光器的稳定性、可靠性、寿命等均有明显提升。
25.扩束元件可设置多个，可吸收多个方向的激光，集成度高。
26.吸收体设有冷却元件，保证吸收体的热量能传导给冷却元件，提高吸收体的稳定性。
附图说明
27.图1是激光吸收装置的一种实施方式的结构示意图；图2是激光吸收装置的另一种实施方式的结构示意图。
28.附图中：1-吸收体、2-扩束元件；附图中箭头线表示激光传输光路。
具体实施方式
29.为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本技术保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
30.实施例一：如图1所示，一种激光吸收装置，包括吸收体1和扩束元件2，所述吸收体1的侧面开设安装凹槽，所述扩束元件2嵌设于安装凹槽内并作为吸收体1的激光入射口，所述吸收体1的内部中空作为激光的吸收腔体，激光经扩束元件2扩束后入射至吸收腔体的腔壁表面并被吸收。
31.所述扩束元件2与安装凹槽的槽底相贴设置，所述安装凹槽的槽底与吸收体1侧面的夹角为0
°
到90
°
，即扩束元件2与吸收体1侧面的夹角为0
°
到90
°
，也就是说，扩束元件2可平行于吸收体1侧面安装，或扩束元件2可垂直于吸收体1侧面安装，或扩束元件2可倾斜于吸收体1侧面安装。
32.为了提高扩束元件2的稳定性，所述扩束元件2与安装凹槽的槽底采用胶粘方式连接。在其他一些实施例中，所述扩束元件2通过压片固定在安装凹槽的槽底，具体的，所述压片为折角结构，其一端与扩束元件2相抵，将扩束元件2抵紧在安装凹槽的槽底，其另一端延
伸至安装凹槽的外侧，并与吸收体1的侧面连接。
33.所述扩束元件2的表面镀有激光波段增透膜，具体的，所述扩束元件2的前表面和后表面均镀有激光波段增透膜，所述前表面为扩束元件2远离吸收腔体的侧面，所述后表面为扩束元件2靠近吸收腔体的侧面。
34.所述扩束元件2的焦距小于10mm，也就是说，可实现在有限体积内高效、可靠吸收激光，对激光器的稳定性、可靠性、寿命等均有明显提升。
35.所述吸收体1采用吸收激光的材料制成。优选的，所述吸收体1采用铜、铝、铁或钢制成，也就是说，吸收体1既能够吸收激光，又具有高导热性能，保证激光被大量吸收。
36.使用时，激光经扩束元件2后，将激光在短距离内进行扩束发散，扩束发散后的激光入射到吸收腔体的腔壁表面，被吸收体1吸收，所述吸收腔体的腔壁表面做发黑处理或粗糙处理。也就是说，扩束元件2作为吸收体1的激光入射口，将进入吸收体1的激光扩束，降低激光的功率密度及热流密度，提升激光吸收效率和可靠性。同时，扩束元件2能够阻挡激光入射到吸收腔体腔壁表面产生的微小杂质，避免污染激光器内光学元件，有助于提高激光器的稳定性及寿命。
37.此外，本发明还提供一种激光器，包括上述的激光吸收装置。
38.实施例二：如图1所示，本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：所述扩束元件2设置为1个，且扩束元件2为有效焦距为5mm的双凹透镜，吸收体1的纵截面尺寸仅为40mm
×
30mm。对激光功率达500w以上、光斑直径为2mm、占空比10%的激光进行了高效、可靠吸收，将激光光斑扩大到8mm，将功率密度和热流密度降低了1个量级，可实现长时间连续稳定运行。
39.实施例三：本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：所述扩束元件2设有多个，且多个扩束元件2相间隔的位于吸收体1的同一侧面，能够同时吸收多束激光。
40.多个扩束元件2均平行于吸收体1的侧面设置，或多个扩束元件2的倾斜角度不同。
41.实施例四：本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：所述扩束元件2设有多个，且多个扩束元件2位于吸收体1的相邻侧面上，能够同时吸收多方向、多束激光。
42.多个扩束元件2均平行于吸收体1的侧面设置，或多个扩束元件2的倾斜角度不同。
43.实施例五：本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：所述扩束元件2设有多个，且多个扩束元件2位于吸收体1的相对侧面，能够同时吸收多方向、多束激光。
44.具体的，位于吸收体1相对侧面上的扩束元件2沿着吸收体1的高度方向错位设置，防止激光直接经相对侧面上的扩束元件2逃逸。同时，多个扩束元件2均平行于吸收体1的侧面设置，或多个扩束元件2的倾斜角度不同。
45.如图2所示，所述扩束元件2设有2个，2个扩束元件2均为有效焦距为5mm的平凹透
镜，吸收体1纵截面尺寸仅为40mm
×
30mm。对激光功率达500w以上、光斑直径为2mm、占空比10%的激光进行了高效、可靠吸收，将激光光斑扩大到8mm，将功率密度和热流密度降低了1个量级，可实现长时间连续稳定运行。
46.实施例六：本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：所述扩束元件2设有多个，且多个扩束元件2位于吸收体1的相对侧面，能够同时吸收多方向、多束激光。
47.具体的，位于吸收体1相对侧面上的扩束元件2沿着吸收体1的宽度方向错位设置，防止激光直接经相对侧面上的扩束元件2逃逸。同时，多个扩束元件2均平行于吸收体1的侧面设置，或多个扩束元件2的倾斜角度不同。
48.实施例七：本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：所述扩束元件2设有多个，且多个扩束元件2位于吸收体1的相对侧面，能够同时吸收多方向、多束激光。
49.具体的，位于吸收体1相对侧面上的扩束元件2倾斜角度不同，以实现错位设置，防止激光直接经相对侧面上的扩束元件2逃逸。
50.实施例八：本实施例在实施例一至实施例七的基础上增设冷却元件，所述冷却元件位于所述吸收体1的外侧，所述冷却元件与安装凹槽对应处留有缺口，保证激光顺畅的通过扩束元件2，同时，保证吸收体1的热量能传导给冷却元件。
51.以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。