一种激光笔的制作方法

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种激光笔。

背景技术：

激光以其方向性好、单色性好、亮度高和能量密度集中等突出特点，在很多领域获得了广泛的应用，激光指示器就是利用激光的方向性好、单色性好和亮度高的特点而制作的一种工具。激光指示器，又称为激光笔等，是把可见激光设计成便携、手易握、激光模组(发光二极管)加工成的笔型发射器。常见的激光指示器有红光、绿光、蓝光和蓝紫光等。通常在汇报、教学、导游人员都会使用它来投映一个光点或一条光线指向物体，从而方便用户利用该激光指示器作指向指引作用。

最初的激光笔主要采用波长为632.8nm的小型氦氖激光器为光源，由于这种激光笔的功率小，指示效果不明显，容易损坏等问题，很快被以红光激光二极管为光源的激光笔所替代；随着半导体激光技术的发展，先后出现了以深红色激光二极管为光源的激光笔到以红橙色激光二极管为光源的激光笔，波长覆盖达650nm-670nm。近年来，以波长为532nm的绿光激光笔、以波长为593.5nm的黄橙色激光笔、以波长为473nm的蓝光激光笔和以波长为405nm的紫光激光笔陆续出现，极大的丰富了激光笔颜色的选择范围。

从光度学的角度来说，激光笔照射出来光点的表观亮度除了取决于激光的功率和显示屏的表面反射率之外，更重要的是取决于人眼的视觉感应。1924年，国际照明委员会根据几组科学家对200多名观察者在400-750nm的光谱范围内测量得到的视觉函数，发现在明视觉条件下，人眼对555nm的绿光最为敏感；1951年，国际照明委员会又公布了暗视觉的视觉函数，在暗环境下，人眼对507nm的绿光最为敏感，这就是说，在激光功率相同的情况下，对人眼而言，绿光会显得比其它颜色的光更亮。

因此，从人眼的视觉效果来说，绿光激光笔的指示效果更好、更实用。传统的绿光激光笔的能力不集中，聚光效果差，用户体验低，功能单一，且不利于携带。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种激光笔，结构结构稳固，出光稳定，聚光效果好，经济实用。

本实用新型是这样实现的：

一种激光笔，包括壳体，所述壳体内安装有相互连接的电池组和稳压恒流电路板，所述壳体内还安装有绿光筒模组，所述绿光筒模组包括相互连接的LD底座和外套管，所述LD底座的前端内设有出光腔，所述出光腔的前端部装配有LD激光二极管，所述LD激光二极管的三个管脚设于LD底座外，且连接于稳压恒流电路板上；所述出光腔的后端部装配有透镜，所述出光腔的中部装配有固定件，通过所述固定件将LD激光二极管和透镜进行固定；所述LD底座的后端内设有聚光腔；

所述外套管的前端内设有调光腔，所述调光腔的前端部安装有激光晶体组件，且所述激光晶体组件的前端固定于LD底座的后端，所述调光腔的后端部设有扩束镜，所述扩束镜的前端固定于激光晶体组件的后端；所述外套管的后端内设有扩束聚焦腔，所述扩束聚焦腔的后端安装有聚焦镜；所述外套管的末端设有安置槽，所述述安置槽内安装有调焦套环，所述调焦套环的前端设有滤光腔，所述滤光腔内安装有滤光片，所述调焦套环的后端设有通光孔；

所述LD激光二极管、透镜、激光晶体组件、扩束镜、聚焦镜及滤光片的中心均位于同一水平线上且相互分离；所述出光腔、聚光腔、调光腔、扩束聚焦腔、滤光腔及通光孔相通。

进一步地，所述固定件为弹簧，其一端套设于LD激光二极管的端部，另一端抵设于透镜的端部。

进一步地，所述激光晶体组件的支架前端与LD底座后端之间通过胶水进行粘合。

进一步地，所述激光晶体组件的支架后端与扩束镜的前端之间通过胶水进行粘合。

进一步地，所述LD底座的后端设有第一内螺纹，所述外套管的前端设有与第一内螺纹相配合的第一外螺纹，所述LD底座和外套管之间通过第一内螺纹和第一外螺纹进行连接。

进一步地，所述外套管的末端设有第二内螺纹，所述调焦套环设有与第二内螺纹相配合的第二外螺纹，所述外套管与调焦套环之间通过第二内螺纹和第二外螺纹连接。

进一步地，所述调焦套环内滤光腔的截面呈圆形，所述滤光片的截面呈方形。

进一步地，所述外套管为钢管。

进一步地，所述LD激光二极管的中心波长为808nm。

本实用新型的优点在于：本实用新型的激光笔是根据人眼在亮、暗两种环境下，都对绿光敏感的视觉原理，设计一种出光颜色是绿光的激光笔，从人眼的视觉效果角度来说，指示效果更好；通过依次设置在壳体内的LD激光二极管、透镜、激光晶体组件、扩束镜、聚焦镜及滤光片，使激光晶体组件与LD激光二极管热隔绝，能量集中，有效的提高了激光笔的聚光效果，从而提高了用户体验，并且便于用户放进口袋进行随身携带。该激光笔可作为小型全固化固体激光器使用，适用于全息照相、微光检查，激光演示，激光干涉及物理实验用绿光激光光源。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型一种激光笔的结构示意图。

图2为本实用新型一种激光笔中绿光筒模组的结构示意图。

图3为本实用新型的绿光筒模组中滤光片和调焦套环的侧视图。

图中标号说明：

1000-壳体、100-绿光铜模组、200-稳压恒流电路板、300-电池组；

10-LD底座、11-LD激光二极管、111-管脚、12-透镜、13-固定件、14-第一内螺纹、20-外套管、21-激光晶体组件、211-支架、212-激光晶体、23-扩束镜、24-聚焦镜、25-第一外螺纹、26-安置槽、27-调焦套环、271-第二外螺纹、28-滤光片、29-第二内螺纹、101-胶水；

Q1-出光腔、Q2-聚光腔、Q3-调光腔、Q4-扩束聚焦腔、Q5-滤光腔、Q6-通光孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作出进一步地详细说明，但本实用新型的结构并不仅限于以下实施例。

请参阅图1至图3所示，本实用新型的一种激光笔，包括壳体1000，所述壳体1000内安装有绿光筒模组100、稳压恒流电路板200和电池组300，所述电池组300与稳压恒流电路板200相互连接，所述绿光筒模组包括相互连接的LD底座10和外套管20，所述外套管20为钢管，便于散热；所述LD底座10的后端设有第一内螺纹14，所述外套管20的前端设有与第一内螺纹14相配合的第一外螺纹25，所述LD底座10与外套管20之间通过第一内螺纹14和第一外螺纹25进行连接，采用螺纹连接，方便安装；

所述LD底座10的前端内设有出光腔Q1，所述出光腔Q1的前端部装配有LD激光二极管11，所述LD激光二极管11的中心波长为808nm；所述LD激光二极管11的三个管脚111设于LD底座10外(管脚111裸露于LD底座10外)，且连接于稳压恒流电路板200上；所述出光腔Q1的后端部装配有透镜12，所述出光腔Q1的中部装配有固定件13，通过所述固定件13将LD激光二极管11和透镜12进行固定，所述固定件13为弹簧，其一端套设于LD激光二极管11的端部，另一端抵设于透镜12的端部，弹簧具有弹性，可以根据LD激光二极管11和透镜12之间的距离进行调整；所述LD底座10的后端内设有聚光腔Q2；

所述外套管20的前端内设有调光腔Q3，所述调光腔Q3的前端部安装有激光晶体组件21，且所述激光晶体组件21的前端固定于LD底座10的后端，所述调光腔Q3的后端部设有扩束镜23，所述扩束镜23的前端固定于激光晶体组件21的后端；所述外套管20的后端内设有扩束聚焦腔Q4，所述扩束聚焦腔Q4的后端安装有聚焦镜24；所述外套管20的末端设有安置槽26，所述安置槽26内安装有调焦套环27，所述调焦套环27的前端设有滤光腔Q5，所述滤光腔Q5内安装有滤光片28，所述调焦套环27的后端设有通光孔Q6；所述外套管20的末端设有第二内螺纹29，所述调焦套环27设有与第二内螺纹29相配合的第二外螺纹271，所述外套管20与调焦套环27之间通过第二内螺纹29和第二外螺纹271连接，采用螺纹连接，方便安装；所述调焦套环27内滤光腔Q5的截面呈圆形，所述滤光片28的截面呈方形，圆形和方形的配合，便于装配，方便将方形的滤光片28直接压入圆形的滤光腔Q5内。

所述LD激光二极管11、透镜12、激光晶体组件21、扩束镜23、聚焦镜24及滤光片28的中心均位于同一水平线上且相互分离；所述出光腔Q1、聚光腔Q2、调光腔Q3、扩束聚焦腔Q4、滤光腔Q5及通光孔Q6相通。

所述激光晶体组件21的支架211前端与LD底座10后端之间通过胶水101进行粘合，所述激光晶体组件21的支架211后端与扩束镜23的前端之间通过胶水101进行粘合，采用胶水101进行进行粘合，既能很好固定支架211和扩束镜23，又不影响激光晶体组件21和扩束镜23的性能。

所述激光晶体组件21的激光晶体212可以采用Nd:YVO4+KTiOPO4(KTP)的组合，其中Nd:YVO4晶体产生1064nm的近红外激光，KTP晶体将1064nm激光通过腔内倍频转换为532nm绿色可见光输出，两块晶体的内通光端面胶合在一起，外通光端面镀以有利于泵浦光吸收、基频激光振荡、倍频输出的介质膜(如Nd:YVO4晶体外端面镀808nm增透和1064nm、532nm高反膜，KTP晶体外端面镀808nm、1064nm高反和532nm增透膜)，从而形成基频光振荡、绿光输出的谐振腔。由于Nd:YVO4具有吸收系数高、吸收截面大，发射截面大、偏振发射等优点，结合KTP所具有的非线性系数大、光束质量好的优势，由此制成的绿光激光笔光-光转换效率较高，输出功率大致为15mW～200mW。

该绿光铜模组100的规格参数如下:

规格型号：13T160A

输出波长:532+/-1nm

输出功率:>15mw

工作电压:2.0-2.1V

工作电流：280-300mA

工作温度：10℃～+35℃

贮存温度：-20℃～+60℃

外型尺寸：φ13*37mm(不包括引脚和导线)

材质：铜

导线长度：160mm

照射距离：15m

光点大小：<15mm

工作时间：10000H。

本实用新型的工作原理如下：

电池组300给激光笔供电，电池组300输出的电流和电压通过稳压恒流电路板200进行稳压恒流处理后，输出给绿光筒模组100，为绿光筒模组100供电。绿光筒模组100中由LD激光二极管11发出808nm的红外入射光束，入射光束经过透镜12的折射后，能增强光的使用效率和发光效率；然后进入激光晶体212对光束进行转换后输出532nm绿色可见光，再经由扩束镜23进行扩束，起到扩展激光束的直径和减小激光束的发散角的作用；接着再进入聚焦镜24进行聚焦，最后进入滤光片28进行滤光，将吸收除绿光以外的大多数光束，衰减可见光的各种成分，通过滤光片28后，射出的是一束532nm绿色可见光，而其他的光极少。

该激光笔是根据人眼在亮、暗两种环境下，都对绿光敏感的视觉原理，设计一种出光颜色是绿光的激光笔，从人眼的视觉效果角度来说，指示效果更好；通过依次设置在壳体内的LD激光二极管、透镜、激光晶体组件、扩束镜、聚焦镜及滤光片，使激光晶体组件与LD激光二极管热隔绝，能量集中，有效的提高了激光笔的聚光效果，从而提高了用户体验，并且便于用户放进口袋进行随身携带。该激光笔可作为小型全固化固体激光器使用，适用于全息照相、微光检查，激光演示，激光干涉及物理实验用绿光激光光源。

该激光笔为绿光激光笔，也是输出两种绿光的，波长532nm绿光和波长520nm青绿光的。532nm激光是通过激光变频晶体把808nm近红外光(肉眼可见微弱红光)转换而成，晶体工作不正常时，532nm绿激光输出异常，说明激光笔出现故障。激光笔里用的的绿光晶体，肉眼只可见到发出微弱红光，没有绿光，可能的故障：

A.激光晶体松了，不出绿光，激光笔的绿光筒模组100里的激光晶体一般是用胶水固定，要么摔松了，要么就固定不牢使用过程中松了；

B.808nm激光二极管(laser diode；LD)光衰了，输出的光功率低了很多，达不到激光晶体的激发能量阈值，不出绿光；

C.电池寿命到了；

D.稳压恒流电路板200故障导致驱动功率不足。

而520nm青绿光激光笔就不会存在这样的问题，这个是激光二极管直接出光的，抗摔低故障率：

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。