一种激光器的制作方法与工艺

文档序号:13083991阅读:206来源:国知局
技术领域本发明涉及激光处理技术领域,特别是涉及一种激光器。

背景技术:
激光器所输出的激光的波段为1060~1080nm,该波段的激光通常不可见时,在控制该波段的激光对靶材进行打标或者切割时,很难判断到激光器所输出的激光在靶材上的聚焦点的位置,从而无法实现准确打标或者切割。为了方便判断激光器所输出的激光在靶材上的聚焦点的位置,在现有技术中通常在激光器的内部增加红光半导体光源,将红光半导体光源所发出的红光耦合到激光器的光路中,通过激光器的准直输出端输出,如图1所示。由于红光是可见光,能够实现对激光的指引作用,但是本申请的发明人在长期的研究中发现,将红光耦合到激光器的光路耦合至激光器的光路中至少存在如下缺陷:1、红光耦合进激光器的光路中至少需要在激光器的合束器上增加一个红光的耦合点,则合束器制作时就要多增加一个红光耦合的耦合臂,使得合束器的耦合臂由原来N*1的结构变成(N+1)*1,而且激光器的泵浦光和红光的耦合效率都要兼顾,加大合束器的制作难度和成本。2、红光的功率普遍不高,并且红光在透过激光器的掺镱光纤时,会受掺镱光纤吸收,红光的功率会严重衰退,从而输出的红光亮度不够,指引性差。3、红光相对于激光器的光路的光纤为截至光波,其传输为高阶模式,红光经过合束器后,大部分能量会集中在光纤包层,传输损耗大而且出光发散,指引强度弱而且指引位置偏差大。4、红光耦合到激光器的光路后容易受到后向高功率激光的影响,需要增加红光保护器,增加成本,另外输出红光的红光半导体激光器也容易受温度变化影响,工作不稳定。5、红光半导体激光器需要额外的电路驱动,成本增加。因此,需要迫切出现一种新型的具有可见光指引的激光器。

技术实现要素:
本发明主要解决的技术问题是提供一种激光器,降低带可见光指引的激光器的成本。为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种激光器,包括:激光输出模块,用于输出激光;可见光倍频器,与所述激光输出模块连接,用于接收所述激光,并且将部分所述激光转化成可见光;激光输出端,与所述可见光倍频器连接,用于接收并且输出未转化的激光和所述可见光,其中,所述可见光作为指引光。其中,所述可见光倍频器包括输入准直器、输出准直器、倍频晶片和移动装置;所述输出准直器与所述激光输出端连接,所述输入准直器与所述激光输出模块连接,所述输入准直器用于接收所述激光,并且对所述激光进行准直处理,所述输出准直器与输入准直器相对设置,以使经过所述输入准直器的激光入射至所述输出准直器;所述倍频晶片设置于所述输入准直器和输出准直器之间,并且所述倍频晶片固定于所述移动装置上,所述移动装置用于移动所述倍频晶片;当需要所述激光器输出可见光时,控制所述移动装置移动所述倍频晶片,直至所述倍频晶片移动至经过所述输入准直器准直处理后的激光的传输光路上,以使所述激光从所述倍频晶片经过,并且从所述倍频晶片经过的部分激光转化成可见光,所述可见光入射至输出准直器,并且经过所述输出准直器准直后输出至激光输出端。其中,所述可见光倍频器还包括壳体;所述壳体设置有输入开口和输出开口,所述输入准直器固定于所述输入开口处,所述输出准直器固定于所述输出开口处,所述移动装置和倍频晶片设置于所述壳体内。其中,所述移动装置包括马达、驱动齿轮、第一从动齿轮、从动滑块、转动杆和轴承;所述轴承固定于所述壳体,所述转动杆的一端固定于轴承内,并且转动杆的另一端设置有第二从动齿轮,所述马达固定于所述壳体内,所述驱动齿轮固定于所述马达的转动轴上;所述倍频晶片固定于所述从动滑块的上表面,所述第一从动齿轮固定于所述从动滑块的下表面,所述第一从动齿轮和第二从动齿轮均与所述驱动齿轮齿合,并且所述第二从动齿轮和驱动齿轮夹持第一从动齿轮。其中,所述移动装置为电磁继电器,所述电磁继电器与倍频晶片连接,用于移动所述倍频晶片。其中,所述倍频晶片为磷酸钛氧钾;所述可见光为绿光。其中,所述激光输出模块包括泵浦源、第一光栅、掺镱光纤、第二光栅、第一连接光纤、第二连接光纤和第三连接光纤;所述泵浦源通过第一连接光纤与所述第一光栅连接,所述第一光栅通过第二连接光纤与所述掺镱光纤连接,所述掺镱光纤通过第三连接光纤与第二光栅连接;所述激光器还包括第四连接光纤和第五连接光纤;所述第二光栅通过第四连接光纤与所述可见光倍频器连接,所述可见光倍频器通过第五连接光纤与所述激光输出端连接。其中,所述激光输出模块还包括合束器;所述泵浦源的数量为多个,所述多个泵浦源与合束器连接,所述合束器通过所述第一连接光纤与所述第一光栅连接。其中,所述可见光倍频器与第四连接光纤和第五连接光纤连接的连接方式为光纤熔接。其中,所述第一连接光纤至第五连接光纤均为无源光纤。本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明在激光输出模块和激光输出端之间接入可见光倍频器,可见光倍频器用于接收激光输出模块输出的激光,并且将至少部分激光转化成可见光,以及将可见光输出至激光输出端,由激光输出端输出,而激光输出模块所输出的激光也是通过激光输出端输出,因此,可见光在靶材上的聚焦点即为激光在靶材上的聚焦点,实现对激光的指引作用,通过可见光倍频器将至少部分激光转化可见光,无需要激光器中耦合可见光的光路,节省生成可见光的光路,从而降低带可见光指引的激光器的成本;另外,通过可见光倍频器所转化出来的可见光不受激光输出模块中的掺镱光纤的影响,可见光的亮度高,指引性好。附图说明图1是现有技术中的激光器的示意图;图2是本发明激光器第一实施方式的示意图;图3是本发明激光器第二实施方式的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。请参阅图2,激光器30包括激光输出模块31、可见光倍频器32和激光输出端33。激光输出模块31,用于输出激光。可见光倍频器32,与激光输出模块31连接,用于接收激光,并且将部分激光转化成可见光。激光输出端33,与可见光倍频器32连接,用于接收并且输出未转化的激光和可见光,其中,可见光作为指引光。由于激光和可见光均是通过激光输出端33输出的,可见光在靶材上的聚焦点即为激光在靶材上的聚焦点,实现对激光的指引作用。而通过可见光倍频器32将部分激光转化可见光,无需要在激光器30中耦合可见光的光路,节省生成可见光的光路,从而降低带可见光指引的激光器30的成本;另外,通过可见光倍频器32所转化出来的可见光不受激光输出模块31中的掺镱光纤的影响,可见光的亮度高,指引性好。可见光倍频器32可设置开和关两种模式,当可见光倍频器32处于开模式时,可见光倍频器32将至少部分激光输出模块31所输出的激光转化为可见光,当可见光倍频器32处于关模式时,可见光倍频器32不再将激光输出模块31所输出的激光转化为可见光,也就是说:虽然激光输出模块31所输出的激光经过可见光倍频器32,但是可见光倍频器32不对激光进行转化处理,而是把激光直接输出至激光输出端33。在本实施方式中,激光输出端33可以为准直输出端,也可以为切割头,若激光输出端33为切割头,则激光器30用于进行激光切割。具体的,请参阅图3,可见光倍频器32包括输入准直器321、输出准直器322、倍频晶片323和移动装置324。输出准直器322与激光输出端33连接,输入准直器321与激光输出模块31连接,输入准直器321用于接收激光,并且对激光进行准直处理,输出准直器322与输入准直器321相对设置,以使经过输入准直器321的激光入射至输出准直器322。倍频晶片323设置于输入准直器321和输出准直器322之间,并且倍频晶片323固定于移动装置324上,移动装置324用于移动倍频晶片323。当需要激光器30输出可见光时,控制移动装置324移动倍频晶片323,直至倍频晶片323移动至经过输入准直器321准直处理后的激光的传输光路上,以使激光从倍频晶片323经过,并且从倍频晶片323经过的部分激光转化成可见光,可见光入射至输出准直器322,并且经过输出准直器322输出至激光输出端33。当不需要激光器输出可见光时,控制移动装置324移动倍频晶片323,直至倍频晶片323离开经过输入准直器321准直处理后的激光的传输光路,以使所有激光均不从倍频晶片323经过。倍频晶片323具有将激光转化成可见光的功能,在本实施方式中,倍频晶片323优选为磷酸钛氧钾,则可见光为绿光,其中,磷酸钛氧钾具有高的非线性系数、宽透过范围、大的接收角及热稳定,是一种性能优异的非线性光学晶体,更是绿光倍频的理想材料,另外,激光器30的波长通常为1060~1080nm,输出功率为20~1000W,而绿光功率只需要达到1mW即可满足视觉要求,所以对可见光倍频器32的倍频转化效率的要求非常低,假设激光器30使用10W功率作为启动功率,则可见光倍频器32转换效率达到万分之一就可以达到视觉要求,而且对绿光功率的波动性基本没有要求,即使波动性在50%以内也不影响使用。移动装置324可以通过马达进行驱动,则移动装置324包括马达(图未示)、驱动齿轮(图未示)、第一从动齿轮(图未示)、从动滑块(图未示)、转动杆(图未示)和轴承(图未示)。轴承固定于壳体,转动杆的一端固定于轴承内,以使转动杆可转动的,转动杆的另一端设置有第二从动齿轮,马达固定于壳体内,驱动齿轮固定于马达的转动轴上。倍频晶片323固定于从动滑块的上表面,第一从动齿轮固定于从动滑块的下表面,第一从动齿轮和第二从动齿轮均与驱动齿轮齿合,并且第二从动齿轮和驱动齿轮夹持第一从动齿轮。通过控制马达的转动的圈数和转动方向,实现移动可见光倍频器32。当然,移动装置324的结构不限于上述结构,例如:移动装置324为油缸,倍频晶片323固定于油缸的活塞杆上,通过控制活塞杆伸缩,实现移动倍频晶片323,或者,移动装置324为电动车,倍频晶片323固定与电动车上,通过控制电动车的移动,实现移动倍频晶片323等等。或者,移动装置为电磁继电器,电磁继电器开关与倍频晶片323连接,用于移动倍频晶片323等等。为了更好地保护可见光倍频器32,可以通过壳体保护可见光倍频器32的内部的元件,则可见光倍频器32还包括壳体325。壳体325设置有输入开口3251和输出开口3252,其中,输入开口3251和输出开口3252是相对设置的,输入准直器321固定于输入开口3251处,输出准直器322固定于输出开口3252处,移动装置324和倍频晶片323设置于壳体325内。请再次参阅图3,激光输出模块31包括泵浦源311、第一光栅312、掺镱光纤313、第二光栅314、第一连接光纤315、第二连接光纤316和第三连接光纤317。泵浦源311通过第一连接光纤与第一光栅312连接,第一光栅312通过第二连接光纤316与掺镱光纤313连接,掺镱光纤313通过第三连接光纤317与第二光栅314连接。激光器30还包括第四连接光纤34和第五连接光纤35。第二光栅314通过第四连接光纤34与可见光倍频器32连接,可见光倍频器32通过第五连接光纤35与激光输出端33连接。在本实施方式中,可见光倍频器32与第四连接光纤34和第五连接光纤35连接的连接方式为光纤熔接,使得可见光倍频器32接入非常方便;另外,第一连接光纤315至第五连接光纤35均优选为无源光纤。进一步,泵浦源311的数量可以为多个,则激光输出模块31还包括合束器318,多个泵浦源311与合束器318连接,合束器318通过第一连接光纤315与第一光栅312连接,多通过多个泵浦源311输出泵浦光,有利于提高激光器30所输出的激光的功率。在本发明实施方式中,在激光输出模块31和激光输出端33之间接入可见光倍频器32,可见光倍频器32用于接收激光输出模块31输出的激光,并且将至少部分激光转化成可见光,以及将可见光输出至激光输出端33,由激光输出端33输出,而激光输出模块31所输出的激光也是通过激光输出端33输出,因此,可见光在靶材上的聚焦点即为激光在靶材上的聚焦点,实现对激光的指引作用,通过可见光倍频器32将至少部分激光转化可见光,无需要激光器30中耦合可见光的光路,节省生成可见光的光路,从而降低带可见光指引的激光器30的成本;另外,通过可见光倍频器32所转化出来的可见光不受激光输出模块31中的掺镱光纤的影响,可见光的亮度高,指引性好。以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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