专利名称：激光能量调节器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制光强度的仪器，特别是一种激光能量调节器。
背景技术：
激光加工等工业应用中，激光输出的能量一般是不能随意调节的。通常工业用激光器输出的能量是固定的，如果要调节，一种方法是采用PWM脉冲宽度调制的方法，其占空比是接通时间与周期之比，但这样对激光器的使用寿命有影响，且只能对连续激光器使用， 不能对脉冲激光器使用；另一种方法是用多种滤色片更换实现，但也是多级调节，不能实现无级连续可调。
发明内容本实用新型提供一种激光能量调节器，其能够通过改变激光的透过率来调节激光的能量，达到可连续调节的目的。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为一种激光能量调节器，包括外壳，外壳上设有激光入射孔和激光出射孔，外壳内设有衰减镜片和角度补偿镜片；激光入射孔和激光出射孔的轴向重合，并穿过衰减镜片和角度补偿镜片；衰减镜片和角度补偿镜片左右对称，其对称平面垂直于激光入射孔和激光出射孔的轴向；还包括第一驱动件和第二驱动件，衰减镜片和角度补偿镜片可分别在第一驱动件和第二驱动件的驱动下，绕相互平行的两个中心轴旋转；衰减镜片和角度补偿镜片的旋转方向、旋转角度分别与各自的折射率相匹配，使得出射光线与入射光线在同一直线上。作为一种改进，本实用新型还包括镜片支架，所述衰减镜片和角度补偿镜片分别安装于2个镜片支架中，并通过镜片支架分别固定连接第一驱动件和第二驱动件，所述镜片可选择平面透镜，镜片更换安装简便。优选的，所述衰减镜片与角度补偿镜片的折射率相同，两者旋转时的旋转方向相反、旋转角度相同。具体的，角度补偿镜片的设置是为补偿激光通过衰减镜片折射后的角度偏移的，当选择折射率不同于衰减镜片的角度补偿镜片时，可通过控制第二驱动件驱动下的角度补偿镜片的旋转方向和旋转角度，使得激光能够从激光出射孔中射出即可。优选的，所述第一驱动件与第二驱动件共用一个传动机构；传动机构还包括控制端，控制端控制第一驱动件的转动；第一驱动件可带动第二驱动件以相同转速、相反方向旋转。传动机构中也可以是控制端控制第二驱动件的转动，第二驱动件带动第一驱动件以相同转速相反方向旋转的形式。此外，第一驱动件和第二驱动件也可分别由动力机构来实现， 如采用同步电机或步进电机分别驱动衰减镜片或角度补偿镜片的旋转。作为一种改进，所述传动机构还包括可拆卸固定于外壳内壁上的底座，第一驱动件和第二驱动件分别转动连接安装于2个底座上，用于固定驱动机构以及镜片在旋转时的中心轴位置。优选的，所述第一驱动件和第二驱动件分别为传动机构中位于同一平面上、可反向同转速旋转的2个转盘；衰减镜片和角度补偿镜片分别固定安装于2个转盘上，且衰减镜片和角度补偿镜片的旋转中心轴分别与两个转盘的转动中心轴重合。当转盘旋转时，镜片即随着转盘做同轴转动。优选的，所述传动机构中的控制端为连杆，连杆轴向与衰减镜片或角度补偿镜片的旋转中心轴重合，其一端位于外壳内，并连接衰减镜片或角度补偿镜片的旋转中心轴，另一端穿过外壳。所述传动机构还包括旋钮，连杆穿出外壳的一端与旋钮固定连接。旋钮的设置使得对传动机构的控制更加方便省力，同时可通过旋钮周围外壳上标注角度的方式，实现对激光入射到衰减镜片上的入射角角度的有目标性、准确度调节。作为一种改进，所述2个转盘为大小相同且相互啮合的2个齿轮。此外，也可利用转盘边缘相切时的摩擦力实现两转盘之间的传动，可通过加厚增加转盘厚度，以及增加转盘相切表面的粗糙度等方式来保证传动效果，即两个转盘以相反方向、相同转速转动。本实用新型的有益效果为通过合理的机构有效利用了光学镀膜技术，在应用时， 只需简单操作旋钮的转动即可带动镜片和其中一个转盘的转动，进而带动另一个转盘和镜片的转动，以达到角度补偿的目的，同时实现激光能量大小连续调节的效果，设置的外壳可以最大限度屏蔽激光因反射对工作人员造成的健康损害；且本实用新型装置结构简洁，造型小巧，十分便于安装、携带和应用。
图1所示为本实用新型装置的内部结构示意图；图2所示为本实用新型的光路示意图；图3所示为本实用新型中选用的衰减膜其透过率与入射角度的关系曲线。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
做进一步说明。结合图1所示为本实用新型的一种优选的实施例，本实用新型包括外壳10，可用来防止激光反射光线的射出伤害；外壳1上两个相对的侧壁上分别设有轴向重合的激光入射孔1和激光出射孔2 ；外壳内设有衰减镜片3和角度补偿镜片4，衰减镜片3和角度补偿镜片4左右对称，且其对称平面垂直于激光入射孔和激光出射孔的轴向；衰减镜片3和角度补偿镜片4分别安装于镜片支架31和41中，并通过镜片支架31、41固定安装在第一驱动件齿轮5和第二驱动件齿轮6上；齿轮5、6分别转动连接安装于底座9上，底座9通过螺钉等可拆卸固定在外壳10内的底壁上；外壳10外部设有旋钮7，旋钮7内固定的连杆8穿过外壳10壳壁固定连接衰减镜片3的镜片支架31，且连接点位于镜片支架31旋转时所绕的中心轴上，连杆8的轴向与衰减镜片3旋转时所绕的中心轴重合；旋钮7转动可带动连杆8 以及镜片支架31转动，则与镜片支架31固定相连的第一驱动件齿轮5也随之转动，第一驱动件齿轮5又带动第二驱动件齿轮6反向同速转动，因而与第二驱动件齿轮6相连的镜片支架41，以及安装在镜片支架41内的角度补偿镜片也随之转动；衰减镜片3以及角度补偿镜片4的位置以及大小设置，要保证在转动时，入射孔1与出射孔2的轴向始终穿过衰减镜片3和角度补偿镜片4。结合图2所示，本实施例中选用相同折射率的衰减镜片3和角度补偿镜片4，衰减镜片3与角度补偿镜片4始终按照相反方向和相同角度转动，所以两者可以保持镜片始终左右对称，且其对称平面垂直于激光入射孔1和出射孔2的轴向，使得补偿后的出射光线方向能够从激光出射孔中射出。当激光从激光入射孔射到衰减镜片上，部分能量将被衰减，由于折射作用，激光透过衰减镜片3的光线方向与原入射方向发生了偏移，偏移后的激光继续射到角度补偿镜片4上，由于角度补偿镜片4与衰减镜片3左右对称，根据光路的可逆性，角度补偿镜片4将补偿衰减镜片3造成的光线偏移角度，并还原激光原入射方向，角度补偿镜片的设置也使得激光入射孔和激光出射孔的位置方便确定并保持不变，这样外壳即可将除了入射孔与出射孔以外其他的部分封闭起来，在一定程度上避免了激光反射光线的射出，对工作人员造成伤害。本实用新型是基于光学镀膜技术的，多层光学薄膜在理论上可以等效成一层，其透过率指数可看作是以下各因素的函数各膜层材料的厚度、折射率、消光系数；基底材料的厚度、折射率、消光系数；入射光的波长和入射角。通过优化膜系的各因素的组合可以给出一个合适的光学薄膜膜系结构，使得对于给定的入射光波长能够满足该波长的透过率随入射角的增大而接近线性地变化，通过连续调整入射角度的大小可以实现衰减功率的渐变可调。结合图3所示为本实用新型的衰减镜片，通过光学镀膜技术以后的激光透过率随入射角度变化的关系曲线。所以在操作时只需根据目标衰减值，并结合关系曲线调节旋钮的转动角度即可。本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。
权利要求1.一种激光能量调节器，其特征是，包括外壳，外壳上设有激光入射孔和激光出射孔， 外壳内设有衰减镜片和角度补偿镜片；激光入射孔和激光出射孔的轴向相互重合，并穿过衰减镜片和角度补偿镜片；衰减镜片和角度补偿镜片左右对称，其对称平面垂直于激光入射孔和激光出射孔的轴向；还包括第一驱动件和第二驱动件，衰减镜片和角度补偿镜片可分别在第一驱动件和第二驱动件的驱动下旋转，且衰减镜片和角度补偿镜片在旋转时所绕的中心轴相互平行；衰减镜片和角度补偿镜片的旋转方向、旋转角度分别与各自的折射率相匹配，使得出射光线与入射光线在同一直线上。
2.根据权利要求1所述的激光能量调节器，其特征是，还包括镜片支架，所述衰减镜片和角度补偿镜片分别安装于2个镜片支架中，并通过镜片支架分别固定连接第一驱动件和第二驱动件。
3.根据权利要求1或2所述的激光能量调节器，其特征是，所述衰减镜片与角度补偿镜片的折射率相同，两者旋转时的旋转方向相反、旋转角度相同。
4.根据权利要求1或2所述的激光能量调节器，其特征是，所述第一驱动件与第二驱动件共用一个传动机构；传动机构还包括控制端，控制端控制第一驱动件或第二驱动件中任一个的转动；第一驱动件和第二驱动件的任一个可带动对方以相同转速、相反方向旋转。
5.根据权利要求4所述的激光能量调节器，其特征是，所述传动机构还包括可拆卸固定于外壳内壁上的底座，第一驱动件和第二驱动件分别转动连接安装于2个底座上。
6.根据权利要求4所述的激光能量调节器，其特征是，所述第一驱动件和第二驱动件为安装于外壳内、位于同一平面上、可反向同步转速旋转的2个转盘；衰减镜片和角度补偿镜片分别固定安装于2个转盘上，且衰减镜片和角度补偿镜片的旋转中心轴分别与两个转盘的转动中心轴重合。
7.根据权利要求4所述的激光能量调节器，其特征是，所述传动机构中的控制端为连杆，连杆轴向与衰减镜片的旋转中心轴重合，其一端位于外壳内，并连接衰减镜片的旋转中心轴，另一端穿过外壳。
8.根据权利要求7所述的激光能量调节器，其特征是，所述传动机构还包括旋钮，连杆穿出外壳的一端与旋钮固定连接。
9.根据权利要求6所述的激光能量调节器，其特征是，所述第一驱动件和第二驱动件为大小相同且相互啮合的2个齿轮。
专利摘要本实用新型公开一种激光能量调节器，包括外壳，外壳上设有激光入射孔和激光出射孔，外壳内设有衰减镜片和角度补偿镜片；激光入射孔和激光出射孔的轴向重合，并穿过衰减镜片和角度补偿镜片；衰减镜片和角度补偿镜片左右对称，其对称平面垂直于激光入射孔和激光出射孔的轴向；还包括第一驱动件和第二驱动件，衰减镜片和角度补偿镜片可分别在第一驱动件和第二驱动件的驱动下，绕相互平行的两个中心轴旋转；衰减镜片和角度补偿镜片的旋转方向、旋转角度分别与各自的折射率相匹配，使得出射光线与入射光线在同一直线上。本实用新型在光学镀膜技术的基础上，通过合理的结构实现了激光能量的可连续调节。
文档编号G02B26/08GK202110331SQ20112015626
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者华连道, 李全民, 王国力, 谢玉春, 黄胜弟 申请人:南京波长光电科技有限公司