具有冷却结构的激光场镜的制作方法

实用新型涉及光学镜头技术领域，具体而言，尤其涉及具有冷却结构的激光场镜。

背景技术：

在现代工业生产中，运用激光进行打标等作用能大大提高加工精度和生产效率。激光打标的基本原理是，由激光发生器生成高能量的连续激光光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。激光打标的特点是非接触加工，可在任何异型表面标刻，工件不会变形和产生内应力，适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的标记。

激光几乎可对所有零件(如活塞、活塞环、气门、阀座、五金工具、卫生洁具、电子元器件等)进行打标，且标记耐磨，生产工艺易实现自动化，被标记部件变形小。激光打标机采用扫描法打标，即将激光束入射到两反射镜上，利用计算机控制扫描电机搜索带动反射镜分别沿Y、X轴转动，激光束聚焦后落到被标记的工件上，从而形成了激光标记的痕迹，并通过控制激光束的有效位移，精确地灼刻出精致的图案或文字。激光标记清晰永久，不可擦涂和更改。

目前，现有的激光机通常对Y振镜电机和X振镜电机分别设立支架，场镜设置于其共同的反射范围内，并与机壳固定。该方式的缺陷在于，由于对激光反射/透射效率的不同，有一小部分激光能量会被光学组件内的零件吸收掉，这一部分能量主要会转化成热能，引起光学组件温度的升高， 过高时将会发生器件损坏。一般而言，光学扩束镜、光学振镜均自带水冷装置，但光学场镜自身没有水冷装置，随着吸收激光能量后自身温度的增加，光学场镜有可能会发生损坏。

因此，如何提供一种具有冷却结构的激光场镜成为了业界需要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有冷却结构的激光场镜。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种具有冷却结构的激光场镜，包括两端敞口的喇叭形镜筒，所述镜筒的内壁与外壁之间设有第一冷却结构，所述镜筒内壁成型有一组阶梯，所述镜筒的阶梯处从小头端向着大头端方向依次设有第一镜片、第二镜片、第三镜片以及第四镜片，所述第一镜片、第二镜片、第三镜片以及第四镜片由固设在所述镜筒内壁上的压圈锁止；所述镜筒上套设有一水冷物镜座，所述水冷物镜座与所述镜筒无缝连接，且两者之间设有第二冷却结构。

优选的，四片镜片分别与所述镜筒及压圈三者之间形成避空槽。

优选的，所述压圈和镜筒的内壁由因瓦合金制成。

优选的，所述第一冷却结构至少包括一组设置在所述镜筒上的凹槽，所述凹槽位于所述镜筒的内壁与外壁之间，所述凹槽上卡设有与其紧配合的第一冷却水路。

优选的，所述第一冷却水路的中轴线与所述镜筒的中轴线垂直。

优选的，所述第一冷却水路与所述镜筒的内壁贴近。

优选的，所述第二冷却结构至少包括所述镜筒的外壁与水冷物镜座的内壁之间形成的收容腔，所述水冷物镜座上设有一进水口和一出水口，所述进水口与出水口之间通过所述收容腔连通，所述进水口与出水口还与外界的循环泵连通。

优选的，所述镜筒的外壁与水冷物镜座之间通过防水密封胶无缝连接。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、结构简单，设计精巧，冷却结构设置在场镜内部，可使结构更加紧凑，体积更小，便于携带；

2、第一冷却结构设置在镜筒内且与镜片贴近，可带走部分镜片上的热量，避免镜片热变形，从而避免镜头发生热移焦的现象，同时，延长镜片的使用寿命；

3、第二冷却结构的设置，可对镜筒进行冷却，避免镜筒在高温的情况下发生变形，导致镜片位置错位；

4、镜筒以及压圈采用因瓦合金材料制成，是由其是超低热膨胀系数的材料，可极大地提升场镜在高温条件下的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如图1所示，本实用新型揭示了一种具有冷却结构的激光场镜，包括两端敞口的喇叭形镜筒1，所述镜筒1内壁成型有一组阶梯，所述镜筒1的阶梯处从小头端向着大头端方向依次设有第一镜片2、第二镜片3、第三镜片4以及第四镜片5，所述第一镜片2、第二镜片3、第三镜片4以及第四镜片5由固设在所述镜筒1内壁上的压圈6锁止，四片镜片分别与所述镜筒1及压圈6三者之间形成避空槽。该设置可使所述场镜整体更加迷你化，便于携带，以适应更复杂的工作环境。另外至少所述压圈6和镜筒1的内壁由因瓦合金制成，因瓦合金属于铁基高镍合金，通常含有32%-36%的镍，还含有少量的S、P、C等元素，其余为60%左右的Fe，由于镍为扩大奥氏体元素，故高镍使奥氏体转为马氏体的相变降至室温以下，ˉ100～ˉ120℃，因而经退火后，因瓦合金在室温及室温以下一定温度范围内，均具有面心晶格结构的奥氏体组织，也是镍溶于γ-Fe中形成的固溶体，因而因瓦合金具有膨胀系数小的特性。绝大多数的金属和合金都是在受热时体积膨胀，冷却时体积收缩，但因瓦合金由于它的铁磁性，在一定的温度范围内，具有因瓦效应的反常热膨胀，其膨胀系数极低，有时甚至为零或负值。因此，在高温条件下会瓦合金材料不会发生变形，从而不会挤压镜片，可以大大提升镜头在高温条件下的稳定性。

本实用新型中，所述所述第一镜片2、第二镜片3、第三镜片4以及第四镜片5均由熔融石英制成的，熔融石英是用天然高纯度二氧化硅经电炉在高于1760℃以上温度熔融，随后快速冷却而制得的，此过程将晶型二氧化硅转变为非晶型的玻璃熔体。熔融石英熔化温度约1713℃，导热系数低，热膨胀系数几乎是所有耐火材料中最小的，因而它具有极高的热震稳定性。由于激光清洗所用的激光器功率一般偏高，采用融石英为材料可适应比较高功率的激光环境，根据融石英抗激光阈值高的特性，可避免镜片被激光打坏。所述镜筒1内还设有由熔融石英制成的保护片，所述保护片位于所述第四镜片5的外侧，所述保护片的物侧面和物侧面均为平面，可保护球面免受材料溅射打坏，同时，成本也较低。

所述镜筒1的内壁与外壁之间设有第一冷却结构7，所述第一冷却结构7至少包括一组设置在所述镜筒1上的凹槽71，所述凹槽71位于所述镜筒1的内壁与外壁之间，所述凹槽71上卡设有与其紧配合的第一冷却水路72，所述第一冷却水路72与所述镜筒1的内壁贴近，且其中轴线与所述镜筒1的中轴线垂直。可带走部分镜片上的热量，避免镜片热变形，从而避免镜头发生热移焦的现象，同时，延长镜片的使用寿命。

所述镜筒1上套设有一水冷物镜座8，所述水冷物镜座8与所述镜筒1之间通过防水密封胶81无缝连接，且两者之间设有第二冷却结构9，具体的，所述第二冷却结构9至少包括所述镜筒1的外壁与水冷物镜座8的内壁之间形成的收容腔91，所述水冷物镜座8上设有一进水口92和一出水口93，所述进水口92与出水口93之间通过所述收容腔91连通，所述进水口92与出水口93还与外界的循环泵连通。可对所述镜筒1进行冷却，避免所述镜筒1在高温的情况下发生变形，导致镜片位置错位，延长其使用寿命。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、结构简单，设计精巧，冷却结构设置在场镜内部，可使结构更加紧凑，体积更小，便于携带；

2、第一冷却结构设置在镜筒内且与镜片贴近，可带走部分镜片上的热量，避免镜片热变形，从而避免镜头发生热移焦的现象，同时，延长镜片的使用寿命；

3、第二冷却结构的设置，可对镜筒进行冷却，避免镜筒在高温的情况下发生变形，导致镜片位置错位；

4、镜筒以及压圈采用因瓦合金材料制成，是由其是超低热膨胀系数的材料，可极大地提升场镜在高温条件下的稳定性。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。