一种激光器腔内颗粒检排装置的制作方法

本发明涉及激光器技术领域，特别是涉及一种激光器腔内颗粒检排装置。

背景技术：

当前，高功率(超高功率)激光器在工业和军事领域的应用越来越广泛，其造价高、结构复杂维修周期长，因此高功率激光器的可靠性指标越来越重要。然而，高功率激光器中光学器件表面承载着极高的激光功率密度，当光学器件表面吸附激光器的腔内微颗粒后将会引起热局部急剧堆积，从而导致光学器件表面镀制的膜损伤或者光束质量恶化，降低高功率激光器的可靠性。

现有激光器的腔内微颗粒排除技术主要有：吸尘器排除技术，用强风力吸尘器排除激光器的腔内微颗粒；高纯气体置换技术，用高纯气体(如氮气)置换激光器的腔内气体排除悬浮微颗粒；安装辅助排除设备技术，在激光腔内安装静电等装置用于排除激光腔内微颗粒。

但是，针对高功率(超高功率)激光器，上述现有激光器的腔内微颗粒排除技术存在不足：首先，因高功率激光器的腔内器件多、结构复杂、空间狭小、部分器件表面有粘附力，而现有技术无法伸到部分器件表面进行近距离强吸引力排除，导致部分腔内微颗粒排除难；其次，上述腔内微颗粒排除技术无法直观检测发现激光器的腔内微颗粒，尤其是那些肉眼不可见的微颗粒更无法直观确保排除彻底。高功率激光器在使用过程中，那些未被彻底排除的腔内微颗粒随机运动后有一定几率吸附到光学器件表面镀制的膜上，同时也存在腔内微颗粒在排除过程中因外界扰动飘逸吸附到光学器件表面镀制的膜上的情况，激光器的可靠性难保障。

现有的针对高功率(超高功率)激光器腔内微颗粒排除技术大多存在无法对内部器件表面进行近距离强吸引力排除微颗粒的技术问题，以及无法直观检查确保腔内微颗粒排除彻底的技术问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种激光器腔内颗粒检排装置，用于解决或部分解决现有的针对高功率(超高功率)激光器腔内微颗粒排除技术大多存在无法对内部器件表面进行近距离强吸引力排除微颗粒，以及无法直观检查确保腔内微颗粒排除彻底的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光器腔内颗粒检排装置，该装置包括：紫外灯、吸嘴和吸尘器；所述紫外灯发出紫外光用于肉眼直观检查发现腔内颗粒，所述紫外灯的光线照射在所述吸嘴的前端，所述吸嘴的后端与所述吸尘器相连，所述吸嘴呈细长状，所述吸嘴内部具有第一通道，所述第一通道从所述吸嘴的前端至后端贯穿所述吸嘴，所述第一通道与所述吸尘器的吸入口相连通。

在上述方案的基础上，所述吸尘器为风力与静电力混合吸尘器、用于排除固定激光器腔内颗粒，所述吸尘器内部设置电动抽风机和高压电场，所述电动抽风机用于产生强风吸引力，所述高压电场用于产生静电吸附力。

在上述方案的基础上，所述吸尘器内部设置低效过滤网状结构，所述低效过滤网状结构用于对吸引的颗粒进行过滤拦截。

在上述方案的基础上，一种激光器腔内颗粒检排装置还包括：操作手柄；所述操作手柄的一端与所述吸嘴的后端相连，所述操作手柄的另一端通过软管与所述吸尘器相连，所述操作手柄内部具有第二通道，所述第一通道、第二通道以及软管相连通。

在上述方案的基础上，所述操作手柄的外侧壁上固定设置一支撑块，所述支撑块背离所述操作手柄的一端面为斜面，所述斜面上设置一与所述斜面平行的凹槽，所述紫外灯放置在所述凹槽内且使得所述紫外灯的光线照射在所述吸嘴的前端。

在上述方案的基础上，在所述紫外灯的出光端、所述凹槽内设置凸块，所述凸块位于所述紫外灯出光孔的下边沿，所述凸块用于对所述紫外灯进行支撑和定位。

在上述方案的基础上，所述凹槽内设置至少一个固定孔，所述固定孔用于对所述紫外灯进行安装固定。

在上述方案的基础上，所述吸嘴具有磁性；所述吸嘴由柔性材料制成。

在上述方案的基础上，所述第一通道和所述第二通道为圆形，且所述第一通道和所述第二通道的直径均为：0.2mm-20mm；所述软管的内径为：0.2mm-20mm；所述紫外灯的光线与所述吸嘴的轴线相交点与所述吸嘴前端端面的距离为：1mm-10mm。

在上述方案的基础上，所述吸嘴、操作手柄、软管以及吸尘器依次相连且在连接处分别通过螺纹紧固件进行可拆卸连接，在所述螺纹紧固件的接口部位设置o圈密封。

(三)有益效果

本发明提供的一种激光器腔内颗粒检排装置，设置紫外灯，可在腔内产生荧光，使微颗粒肉眼可见，可用肉眼直观检查发现腔内微颗粒，避免了现有盲排除技术的盲目性；设置吸嘴，可深入狭窄空间，对器件表面的微颗粒进行近距离强吸引力排除；通过特殊角度设置紫外灯，使紫外光照射在吸嘴的前端范围，可使吸嘴准确的抵达微颗粒所在位置进行精准排除，提高检排效果。

该检排装置使腔内微颗粒无处遁形，确保高功率激光器洁净，杜绝腔内微颗粒吸附到光学器件表面镀制膜上，避免因此导致的光学器件膜损伤或者光束质量恶化，从而保障高功率激光器的可靠性，节约维护时间和经济成本。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种激光器腔内颗粒检排装置的整体结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种激光器腔内颗粒检排装置中操作手柄的正视图；

图3为根据本发明实施例的一种激光器腔内颗粒检排装置中操作手柄的剖视图；

图4为根据本发明实施例的一种激光器腔内颗粒检排装置中吸嘴的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的一种激光器腔内颗粒检排装置中软管的结构示意图。

附图标记说明：

1—紫外灯；2—吸尘器；3—软管；

4—操作手柄；5—吸嘴；6—踏板开关；

7—斜面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例根据本发明提供一种激光器腔内颗粒检排装置，参考图1，该装置包括：紫外灯1、吸嘴5和吸尘器2；所述紫外灯1发出紫外光用于肉眼直观检查发现腔内颗粒，所述紫外灯1的光线照射在所述吸嘴5的前端，所述吸嘴5的后端与所述吸尘器2相连，所述吸嘴5呈细长状，所述吸嘴5内部具有第一通道，所述第一通道从所述吸嘴5的前端至后端贯穿所述吸嘴5，所述第一通道与所述吸尘器2的吸入口相连通。

本实施例提供的一种激光器腔内颗粒检排装置，设置紫外灯1用于肉眼直观检查发现腔内微颗粒。设置吸嘴5用于伸入狭窄空间抵达已检查发现的腔内微颗粒位置，实现近距离强吸引力排除。

紫外灯1采用特殊角度设置，紫外灯1与吸嘴5应满足特殊位置角度关系，使得紫外灯1发出的光线照射到吸嘴5的前端范围，即正好照射到吸嘴5的正前方一定距离处。

将紫外灯1照射到激光器腔内可产生荧光，从而可使腔内微颗粒肉眼可见。

将紫外灯1的光线照射到吸嘴5的前端范围，使得在使用吸嘴5对微颗粒进行排除时，微颗粒在吸嘴5的前端范围在紫外光的照射下肉眼可见，可清楚的看清微颗粒的位置，便于吸嘴5直接抵达微颗粒位置，提高检排效果。

吸嘴5通过软管3与吸尘器2相连。吸尘器2对微颗粒产生吸引力，将微颗粒经过吸嘴5以及软管3从腔内吸出至吸尘器2中。吸嘴5内部设置第一通道，第一通道贯穿吸嘴5，且第一通道沿从吸嘴5前端到后端的方向设置。第一通道与软管3相连通，使得吸嘴5前端的微颗粒在吸尘器2的吸引力下流经第一通道和软管3至吸尘器2中。

吸嘴5的后端也可通过其他任何连接管与吸尘器2相连，以能实现第一通道和吸尘器2的吸入口相连通为目的，对此不做限定。

将吸嘴5设置为细长状，以适应高功率激光器腔内器件多、结构复杂、空间狭小以及部分器件表面有粘附力的环境。细长的吸嘴5便于伸入腔内以及各器件之间对微颗粒进行近距离有效的清除。

本实施例提供的一种激光器腔内颗粒检排装置，设置紫外灯1，可在腔内产生荧光，使微颗粒肉眼可见，可用肉眼直观检查发现腔内微颗粒，避免了现有盲排除技术的盲目性；设置吸嘴5，可深入狭窄空间，对器件表面的微颗粒进行近距离强吸引力排除；通过特殊角度设置紫外灯1，使紫外光照射在吸嘴5的前端范围，可使吸嘴5准确的抵达微颗粒所在位置进行精准排除，提高检排效率和效果。

该检排装置使腔内微颗粒无处遁形，确保高功率激光器洁净，杜绝腔内微颗粒吸附到光学器件表面镀制膜上，避免因此导致的光学器件膜损伤或者光束质量恶化，从而保障高功率激光器的可靠性，节约维护时间和经济成本。

进一步地，紫外灯1产生紫外光的波长可为295nm-420nm。对于微颗粒，在正常光照下往往很难被发现，更是难用肉眼观察。经试验验证，激光器腔在紫外光荧光的照射下，可使微颗粒清楚的显现，实现肉眼的直接可见，因此本实施例基于试验验证设置紫外灯1，从而避免了设置其他用于发现微颗粒的复杂部件，使检排装置结构简单易实现。

以紫外光用于使微颗粒肉眼直观检查发现为目的，紫外光的波长优选为295nm-420nm。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述吸尘器2为风力与静电力混合吸尘器2、用于排除固定腔内颗粒，所述吸尘器2内部设置电动抽风机和高压电场，所述电动抽风机用于产生强风吸引力，所述高压电场用于产生静电吸附力。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述吸尘器2内部设置低效过滤网状结构，所述低效过滤网状结构用于对吸引的颗粒进行过滤拦截。

本实施例基于上述实施例，对吸尘器2的设置进行了说明。吸尘器2用于对微颗粒产生吸引力，将其从腔内排除固定。本实施例提供的检排装置中采用风力与静电力混合吸尘器2，对微颗粒既产生风力吸引，同时产生静电吸附力。

风力与静电力混合吸尘器2，用于排除固定激光腔内微颗粒；可产生强风吸引力和强静电吸附力混合力，其中强风吸引力是通过高速转动电动抽风机产生，用于排除已直观检查发现的腔内微颗粒；被强风吸引力排除的腔内微颗粒流经吸嘴5以及软管3后传输到达混合吸尘器2的微颗粒收集器处。

静电吸附力是通过在吸尘器2内设高压电场产生，在吸尘器2内对微颗粒产生静电吸附力，用于牢牢固定住被强风吸引力排除传输来的较小较轻的微颗粒，防止较小较轻的微颗粒溢出到开放空间及再次飘到高功率激光腔中。

进一步地，在吸尘器2内部设置低效过滤网状结构，低效过滤网状结构与风力流动方向垂直设置。较重较大的微颗粒被低效过滤网状结构进行过滤拦截。将较重较大的微颗粒阻挡在低效过滤网状结构处，便于对这些杂质进行收集集中清除。

低效过滤网状结构是网眼较大的过滤网状结构，主要用于拦截阻挡较大较重颗粒的通过。如果设置较为致密的过滤网状结构，则会导致微颗粒在过滤网状结构处堆积，会对风力的流动形成阻力，从而增大风阻，减小对激光器腔内微颗粒的吸引力。

进一步地，设置踏板开关6与吸尘器2相连，踏板开关6用于控制吸尘器2的启停。设置踏板开关6，可方便操作人员对吸尘器2进行控制。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1，一种激光器腔内颗粒检排装置还包括：操作手柄4；所述操作手柄4的一端与所述吸嘴5的后端相连，所述操作手柄4的另一端通过软管3与所述吸尘器2相连，所述操作手柄4内部具有第二通道，所述第一通道、第二通道以及软管3相连通。

本实施例基于上述实施例，设置操作手柄4，可供工作人员手持，方便控制吸嘴5抵达颗粒处。操作手柄4设置在吸嘴5和软管3之间。操作手柄4的两端分别与吸嘴5的后端和软管3的一端相连。

且操作手柄4内部应具有第二通道，第二通道贯穿操作手柄4。且第一通道、第二通道和软管3依次相连，形成一个相连通的通道。操作手柄4可为任何形状，以方便操作人员手持为目的，对此不作限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，所述操作手柄4的外侧壁上固定设置一支撑块，所述支撑块背离所述操作手柄4的一端面为斜面7，所述斜面7上设置一与所述斜面7平行的凹槽，所述紫外灯1放置在所述凹槽内且使得所述紫外灯1的光线照射在所述吸嘴5的前端。

本实施例基于上述实施例，对操作手柄4的结构及用途进行了进一步地说明。紫外灯1可通过操作手柄4进行固定且满足特殊角度位置关系。

操作手柄4的外侧壁与一支撑块固定连接。该支撑块的一端面与操作手柄4的外侧壁固连。该支撑块与该端面相对立的另一端面，即背离操作手柄4的端面为斜面7，具有倾斜度。

在支撑块背离操作手柄4的端面上设置一凹槽。凹槽沿着斜面7设置，与所在斜面7具有相同的倾斜度。将紫外灯1放置在凹槽中，且紫外灯1的出光孔朝向吸嘴5设置。

支撑块斜面7的角度与凹槽的角度以及紫外灯1的角度一致。该斜面7以及凹槽的角度应是经过设计满足特殊角度位置关系的，应使得紫外灯1的光线满足上述照射在吸嘴5的前端范围内。

具体地，紫外灯1的倾斜度根据吸嘴5的长度变化而变化，以满足紫外光始终照射在吸嘴5前端一定范围内为目的。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，在所述紫外灯1的出光端、所述凹槽内设置凸块，所述凸块位于所述紫外灯1出光孔的下边沿，所述凸块用于对所述紫外灯1进行支撑和定位。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述凹槽内设置至少一个固定孔，所述固定孔用于对所述紫外灯1进行安装固定。

进一步地，在凹槽的一端设置高于凹槽底部的凸块。凸块位于紫外灯1出光的一端。凸块可位于紫外灯1出光孔的下边沿，对出光孔进行支撑，从而对紫外灯1进行支撑和固定。设置凸块对紫外灯1进行支撑，可保持紫外灯1的稳固，使发出的光线更加稳定。

进一步地，凹槽内可设置至少一个安装孔，在安装孔处可对紫外灯1通过螺纹等方式进行固定，使紫外灯1更加稳固。安装孔可为设置在凹槽内的盲孔，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述吸嘴5具有磁性；所述吸嘴5由柔性材料制成。

将吸嘴5设置为具有磁性，吸嘴5可吸引在装调高功率激光器过程拧螺钉而产生的金属颗粒。吸嘴5可采用磁性材料制成，也可通过磁化处理而具有磁性，对此不做限定。

吸嘴5应具有柔性，可进行一定程度的变形。优选地，吸嘴5的柔性程度为成人双手用力可使吸嘴5变形，以适应不同的狭窄空间条件。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述第一通道和所述第二通道为圆形，且所述第一通道和所述第二通道的直径均为：0.2mm-20mm；所述软管3的内径为：0.2mm-20mm；所述紫外灯1的光线与所述吸嘴5的轴线相交点与所述吸嘴5前端端面的距离为：1mm-10mm。

本实施例基于上述实施例，对检排装置中各部件的尺寸进行了具体说明。第一通道和第二通道可为圆形通道。且第一通道和第二通道的直径可为直径为0.2mm-20mm。软管3内壁为圆形，直径可为0.2mm-20mm。

参考图4，吸嘴5整体可为细长状的圆柱，且吸嘴5靠近操作手柄4的一段外侧壁直径大于吸嘴5远离操作手柄4的一段的外侧壁直径。吸嘴5与操作手柄4连接部分外直径可为5mm-22mm，而其余部分外直径可为0.5-22mm。且吸嘴5最前端部分光滑，便于伸入狭窄空间内。

紫外灯1与吸嘴5满足特殊角度位置关系，可使安装好后紫外灯1的光轴线与吸嘴5轴线相交于吸嘴5前端1mm-10mm的距离范围内。

进一步地，第一通道、第二通道和软管3可同轴连接形成通道。

进一步地，可直接将第一通道和软管3相连形成通道，此时，可将吸嘴5以及软管3设置在操作手柄4的侧边连接，即能形成颗粒排除的通道，同时可设置操作手柄4便于人工操作，对此不做限定。

参考图5，软管3为两端具有连接件的管状结构。软管3的一端与操作手柄4相连或者直接与吸嘴5相连，软管3的另一端与吸尘器2相连。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述吸嘴5、操作手柄4、软管3以及吸尘器2依次相连且在连接处分别通过螺纹紧固件进行可拆卸连接，在所述螺纹紧固件的接口部位设置o圈密封。

吸嘴5的后端与操作手柄4相连处、操作手柄4与软管3相连处以及软管3与吸尘器2相连处均可通过螺纹紧固件进行连接。且在螺纹紧固件的接口部位设置o圈进行密封，以保证风力吸引力的吸引效果且防止颗粒溢出乱飞。

实施例1：

在上述实施例的基础上，进一步地，一种激光器腔内颗粒检排装置包括紫外灯1，风力与静电力混合吸尘器2，吸尘软管3，操作手柄4，磁力吸嘴5和踏板开关6。

紫外灯1用于肉眼直观检查发现腔内微颗粒；紫外灯1安装在操作手柄4上的斜凹槽上，满足特殊位置角度关系。斜凹槽上表面与紫外灯1壳体侧面相切。斜凹槽在靠近紫外灯1出光一端留凸块，凸块高度低于紫外灯1出光孔的下边沿。凸块高度为1.5mm，用于定位及支撑紫外灯1。

斜凹槽内留4个固定m3螺钉孔，螺孔深度为10mm，用于固定紫外灯1。紫外灯1发出光照射到磁力吸嘴5的前端范围。安装好后紫外灯1的光轴线与磁力吸嘴5轴线相交于磁力吸嘴5前端5mm位置处。

紫外光照射到高功率激光器腔内产生荧光使腔内微颗粒肉眼可见，从而保障操作人员实现肉眼直观检查发现腔内微颗粒，避免了现有的盲排除技术；同时确保腔内微颗粒在吸引排除过程中被传输走。紫外光波长为295nm-420nm，辐射功率大于0.1mw，光束发散角优于100mrad。

风力与静电力混合吸尘器2用于排除固定激光腔内微颗粒。该混合吸尘器2可产生强风吸引力和强静电吸附力混合力；其中强风吸引力是通过高速转动电动抽风机产生，转速大于400转/秒。通过磁力吸嘴5排除被直观检查发现的腔内微颗粒。被强风吸引力排除的腔内微颗粒流经磁力吸嘴5、操作手柄4、吸尘软管3后传输到达混合吸尘器2的微颗粒收集器处。

为了减少风阻对强风吸引力的影响，在吸尘器2内部采用两级过滤拦截方式：首先采用低效过滤网状结构进行过滤拦截，将较重而大的微颗粒拦截下来；然后采用强静电吸附力将较轻而小的微颗粒进行过滤拦截，牢牢固定住，防止微颗粒溢出到开放空间及再次飘到高功率激光腔中；而强静电吸附力是通过内设高压电场产生。

操作手柄4可供工作人员手持，便于工作人员操作。操作手柄4还用于特殊位置角度安装紫外灯1、吸尘软管3和磁力吸嘴5。操作手柄4内部有圆形的第二通道，第二通道直径为2mm。

磁力吸嘴5带磁性，可吸引在装调高功率激光器过程拧螺钉而产生的金属颗粒。磁力吸嘴5内具有圆形的第一通道，第一通道的直径为2mm。吸嘴5与操作手柄4连接部分外直径为5mm，而其余部分外直径为3mm，且最前端部分光滑；成人双手用力可使磁力吸嘴5变形，适应不同狭窄空间条件。

踏板开关6，用于控制风力与静电力混合吸尘器2的启停。

风力与静电力混合吸尘器2、吸尘软管3、操作手柄4、磁力吸嘴5彼此连接部位采用螺纹紧固件固定，螺纹规格为m5×0.75，接口部位设置o圈密封。o圈规格内直径为φ3，厚度为1.8mm，材料为硅橡胶。第一通道、第二通道和软管3同轴连接，形成通道。

本实施例的一种激光器腔内颗粒检排装置，用于解决现有的排除技术无法伸到器件表面导致部分腔内微颗粒排除难的技术问题，以及解决现有的排除技术属于一种盲排除，无法直观检测发现激光器的腔内微颗粒排除彻底的技术问题，从而保障高功率(超高功率)激光器的可靠性。

该检排装置采用满足特殊位置角度关系安装在操作手柄4上的紫外光发出光照射到高功率激光器腔内产生荧光使腔内微颗粒肉眼可见，实现肉眼直观检查发现腔内微颗粒；进一步通过风力与静电力混合吸尘器2结合特殊设计的磁力吸嘴5将已直观检查发现的腔内微颗粒进行精准排除固定。

利用该检排装置可以实现肉眼直观检查发现和排除固定高功率激光器的腔内微颗粒，使腔内微颗粒无处遁形，确保高功率激光器腔内洁净，杜绝腔内微颗粒吸附到光学器件膜上引起热局部急剧堆积而导致高功率激光器的光学器件膜损伤或者光束质量恶化，保障高功率激光器的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。