一种大功率砷化镓激光切割系统的制作方法

1.本实用新型涉及半导体激光技术领域，尤其涉及一种大功率砷化镓激光切割系统。


背景技术：

2.大功率半导体激光器具有体积小，质量小，结构简单，亮度高，寿命长等优点。以大功率半导体激光器为基础的工业和军事应用在全球范围内迅猛发展，现已广泛应用于工业生产、激光通信、激光医疗激光显示、自动控制以及军事国防等方面。其中，砷化镓激光器具有众多应用砷化镓是第一种用于二极管激光器的化合物半导体，是发展最好的二极管激光材料。
3.现有技术中，如中国专利号为：cn 213857656 u的“一种用于半导体材料的激光切割装置”，包括第一支撑板、第二支撑板和激光切割器，所述第一支撑板的下端面固定安装有多个对称设置的支撑腿，所述第一支撑板远离支撑腿的一侧固定安装有第二支撑板，所述第二支撑板上端面的一侧固定安装有电动直推杆，所述电动直推杆的输出端固定安装有水平设置的安装横杆，所述安装横杆远离电动直推杆的一端固定安装有激光切割器，所述第二支撑板上端面远离电动直推杆的一侧活动安装有工件放置台，所述工件放置台的下侧设置有移动传动机构。本实用新型结构简单，操作方便，能够多方向自动调节工件放置台的位置和激光切割器与工件放置台的距离，提高了半导体材料激光切割的精度。
4.但现有技术中，使用半导体类型的砷化镓激光切割器进行切割作业时，半导体光电器件的工作波长是和制作器件所用的半导体材料的种类相关的，因半导体材质特性的限制，砷化镓激光切割器的功率无法得到较大提升，从而影响激光切割作业效率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在使用半导体类型的砷化镓激光切割器进行切割作业时，半导体光电器件的工作波长是和制作器件所用的半导体材料的种类相关的，因半导体材质特性的限制，砷化镓激光切割器的功率无法得到较大提升，从而影响激光切割作业效率的问题，而提出的一种大功率砷化镓激光切割系统。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种大功率砷化镓激光切割系统，包括机架和位移架，所述机架的顶部与位移架的底部外侧活动安装，所述位移架的顶部活动安装有激光组件，所述激光组件包括卡件，所述卡件的底部活动安装有x轴驱动电机，且卡件的顶部前端固定安装有安装板，所述安装板的前端活动安装有z轴驱动电机，且z轴驱动电机前端固定安装有激光端头；
7.所述激光端头包括顶壳和电气激发件，所述顶壳的底端固定安装有底壳，且底壳的底端开设有射出孔，所述底壳的顶部内侧固定安装有聚光高透镜a，且聚光高透镜a的外侧卡接有导热件，所述顶壳的底部内侧固定安装有聚光高透镜b，且顶壳的顶部内侧固定安装有组合卡环，所述组合卡环的内侧均匀卡接有多个pn结管芯，且每个pn结管芯的顶部均
与电气激发件的底部固定安装。
8.优选的，所述电气激发件的外侧与顶壳的顶部内侧固定安装，所述聚光高透镜a的轴心处与聚光高透镜b的轴心处重合。
9.优选的，所述底壳的顶部外侧开设有导气散热孔，且导气散热孔的内侧与导热件的外侧固定安装。
10.优选的，所述机架包括两个导轨，两个所述导轨的两端之间固定安装有连接杆，且两个导轨之间活动安装有多个运输辊。
11.优选的，两个所述导轨的两端底部均固定安装有底脚，所述位移架包括两个底座，所述底座的底部与导轨的顶部活动安装。
12.优选的，所述底座的顶部活动安装有y轴驱动电机，且y轴驱动电机的顶部固定安装有位移控制器。
13.优选的，所述位移控制器的顶部固定安装有位移横杆，且位移横杆的前端与卡件的后端活动安装，所述位移横杆的后端顶部固定安装有挡板。
14.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，
15.1、本实用新型中，通过设置的激光端头，实现了在电气激发件的底部设有多个pn结管芯，当电气激发件向底部多个pn结管芯内注入少数载流子与多数载流子复合时，每个pn结管芯就会发出可见光、紫外光或近红外光，并且多个pn结管芯所产生的激光会依次经聚光高透镜a和聚光高透镜b的两侧聚焦后照射在物件表面进行切割，有效提升了砷化镓激光切割系统所产生的激光功率，从而提升激光切割作业效率。
16.2、本实用新型中，通过设置的激光端头，实现了导气散热孔与外接气管相连通，不断灌入流动的惰性气体，聚光高透镜a外侧接触的导热件会将积累的热量导入导气散热孔内，保持聚光高透镜a的导光效率，有效避免看了激光功率的损失。
附图说明
17.图1为本实用新型提出一种大功率砷化镓激光切割系统的立体结构示意图；
18.图2为本实用新型提出一种大功率砷化镓激光切割系统俯视的结构示意图；
19.图3为图1中的a处放大示意图；
20.图4为本实用新型提出一种大功率砷化镓激光切割系统激光端头的结构剖视示意图。
21.图例说明：1、机架；2、位移架；3、激光组件；30、卡件；31、x轴驱动电机；32、安装板；33、z轴驱动电机；34、激光端头；340、顶壳；344、电气激发件；345、底壳；349、射出孔；346、聚光高透镜a；347、导热件；341、聚光高透镜b；343、组合卡环；342、pn结管芯；348、导气散热孔；10、导轨；13、连接杆；12、运输辊；11、底脚；20、底座；21、y轴驱动电；22、位移控制器；23、位移横杆；24、挡板。
具体实施方式
22.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
24.实施例1，如图1-4所示，本实用新型提供了一种大功率砷化镓激光切割系统，包括机架1和位移架2，机架1的顶部与位移架2的底部外侧活动安装，位移架2的顶部活动安装有激光组件3，激光组件3包括卡件30，卡件30的底部活动安装有x轴驱动电机31，且卡件30的顶部前端固定安装有安装板32，安装板32的前端活动安装有z轴驱动电机33，且z轴驱动电机33前端固定安装有激光端头34。
25.下面具体说一下其激光端头34和机架1的具体设置和作用。
26.如图3和图4所示，激光端头34包括顶壳340和电气激发件344，顶壳340的底端固定安装有底壳345，且底壳345的底端开设有射出孔349，底壳345的顶部内侧固定安装有聚光高透镜a346，且聚光高透镜a346的外侧卡接有导热件347，顶壳340的底部内侧固定安装有聚光高透镜b341，且顶壳340的顶部内侧固定安装有组合卡环343，组合卡环343的内侧均匀卡接有多个pn结管芯342，且每个pn结管芯342的顶部均与电气激发件344的底部固定安装，电气激发件344的外侧与顶壳340的顶部内侧固定安装，聚光高透镜a346的轴心处与聚光高透镜b341的轴心处重合，底壳345的顶部外侧开设有导气散热孔348，且导气散热孔348的内侧与导热件347的外侧固定安装。
27.其整个激光端头34达到的效果为，在激光端头34的内侧设有用于聚光的聚光高透镜a346和聚光高透镜b341，当电气激发件344向底部多个pn结管芯342内注入少数载流子与多数载流子复合时，每个pn结管芯342就会发出可见光、紫外光或近红外光，经聚光高透镜b341第一次聚光后，将光线导入底部的聚光高透镜a346再次进行聚集后通过射出孔349照射在需切割物件表面，并且导气散热孔348与外接气管相连通，不断灌入流动的惰性气体，底部的聚光高透镜a346经长时间导光后，会出现热量积累而导致导管效率变差，而其外侧接触的导热件347会将积累的热量导入导气散热孔348内，保持聚光高透镜a346的导光效率，有效避免看了激光功率的损失。
28.如图1、图2和图3所示，机架1包括两个导轨10，两个导轨10的两端之间固定安装有连接杆13，且两个导轨10之间活动安装有多个运输辊12，两个导轨10的两端底部均固定安装有底脚11，位移架2包括两个底座20，底座20的底部与导轨10的顶部活动安装，底座20的顶部活动安装有y轴驱动电机21，且y轴驱动电机21的顶部固定安装有位移控制器22，位移控制器22的顶部固定安装有位移横杆23，且位移横杆23的前端与卡件30的后端活动安装，位移横杆23的后端顶部固定安装有挡板24。
29.其整个的机架1达到的效果为，激光组件3可跟随位移架2通过y轴驱动电机21在导轨10的顶部进行y轴位移，且激光组件3也可通过x轴驱动电机31在位移架2的位移横杆23上进行x轴方向的位移，同时，激光组件3的z轴驱动电机33可携带激光端头34在安装板32上进行z轴方向的位移，实现了激光端头34的三轴位移，使得激光切割作业时能满足更多切割加工要求。
30.本装置的工作原理为：当需要y轴位移进行切割时，激光组件3可跟随位移架2通过y轴驱动电机21在导轨10的顶部进行y轴位移，当需要x轴位移进行切割时，激光组件3也可通过x轴驱动电机31在位移架2的位移横杆23上进行x轴方向的位移，当需要z轴位移进行切
割时，激光组件3的z轴驱动电机33可携带激光端头34在安装板32上进行z轴方向的位移，在进行激光切割作业时，电气激发件344向底部多个pn结管芯342内注入少数载流子与多数载流子复合时，每个pn结管芯342就会发出可见光、紫外光或近红外光，经聚光高透镜b341第一次聚光后，将光线导入底部的聚光高透镜a346再次进行聚集后通过射出孔349照射在需切割物件表面。
31.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。