用于激光器系统的热机械调整的制作方法

本申请要求保护2015年10月 7日提交的印度专利申请No.3220/DEL/2015的益处。

技术领域

本发明大体上涉及激光器系统。具体地，本发明涉及具有热机械调整装置的激光器系统。

背景技术：

在许多不同的应用中，使用半导体激光器。这些应用能够包括监测系统和测量系统。在用于诸如电力变压器之类的高功率机械装置的监测系统中，例如量子级联激光器(QCL)的激光器用于检测示踪气体。通过激光介质的温度而确定所发射的光的波长的选择。因此，需要将激光器组件保持于特定的温度，以维持其波长的准确度。

当前的激光器系统能够采用风扇和热管的组合来将由激光束生成的过量的热去除。然而，风扇可能造成不期望的噪声和振动，这增加激光器系统内的噪声。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种激光器系统，激光器系统包括热机械调整装置，热机械调整装置能够维持激光束的对准，并且，耗散来自激光束的热，以维持光输出的波长的准确度。

在一个示范性的实施例中，提供了一种激光器系统。激光器系统包括激光头，激光头包括配置成容纳激光束的激光器保持器和用于将激光束以预定的波长反射的透镜。还包括安置于激光头上的热机械调整装置。该装置配置成调整激光束的温度和对准，以维持激光束的预定的波长。

本发明的第一技术方案提供了一种激光器系统，包括：激光头，其包括配置成容纳激光束的激光器保持器和用于将所述激光束以预定的波长反射的透镜；以及热机械调整装置，其(i)安置于所述激光头上，且配置成调整所述激光束的温度和对准，且(ii)以维持所述激光束的所述预定的波长。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，还包括：倒角开口，其形成在所述激光头的与所述激光束的发射端相对的一端；枢转杆，其安置于所述倒角开口内，并且配置成使所述激光束在枢转点围绕其圆周枢转，以及以某一角度摇摆成所述枢转杆在所述倒角开口内的旋转。

本发明的第三技术方案是在第二技术方案中，所述角度为大约90°。

本发明的第四技术方案是在第二技术方案中，所述热机械调整装置包括：多个第一导热部分，其邻近于所述枢转杆的相应的端部安置于所述激光头的相对的两侧，并且配置成将阻力施加至所述激光头。

本发明的第五技术方案是在第四技术方案中，所述第一导热部分包括导热泡沫材料。

本发明的第六技术方案是在第四技术方案中，所述热机械调整装置还包括：弹簧装置，其安置于所述激光头的与容纳所述枢转杆的端部相对的另一端，并且配置成将拉力施加至所述激光头；以及多个第二导热部分，其安置成邻近于所述弹簧装置，并且配置成将近似于所述弹簧装置的所述拉力的阻力施加至所述激光头，以使所述激光头中的所述激光束对准。

本发明的第七技术方案是在第四技术方案中，所述第一导热部分还配置成将由所述激光束所生成的热耗散远离所述激光头。

本发明的第八技术方案是在第六技术方案中，第一和第二导热部分还配置成将由所述激光束所生成的热耗散远离所述激光头。

本发明的第九技术方案是在第八技术方案中，所述第一和第二导热部分配置成维持所述激光束的在大约20至40摄氏度之间变动的特定的温度。

本发明的第十技术方案是在第八技术方案中，还包括：安装底座，其配置成在其上安装所述激光头；以及多个固定螺钉，以将所述激光头紧固至所述安装底座，其中所述第二导热部分将阻力施加至所述多个固定螺钉，以维持所述激光头内所述激光束的对准。

本发明的第十一技术方案提供了一种用于激光头的热机械调整装置，包括：多个第一导热泡沫部分，其安置于所述激光头的一端，并且配置成耗散来自穿过所述激光头的激光束的热，并且通过将阻力施加至所述激光头而调整所述激光束的对准。

本发明的第十二技术方案是在第十一技术方案中，还包括：弹簧装置，其安置于所述激光头的相对的一端，并且配置成将拉力施加至所述激光头；以及多个第二导热泡沫部分，其安置于所述激光头的邻近于所述弹簧装置的相对的一端，并且配置成施加阻力，以抵消所述弹簧装置的所述拉力，来使所述激光头内的所述激光束对准。

前文广泛地概述各种实施例的一些方面及特征，这些实施例应当被解释为只不过是本公开的各种可能的应用的说明的实施例。通过以不同的方式应用所公开的信息或使所公开的实施例的各种方面结合，从而能够获得其他有益的结果。因此，除了由权利要求限定的范围之外，还通过结合附图来参考示范性的实施例的详述，从而可以获得其他方面及更全面的理解。

附图说明

图1是图示能够在本发明的一个或更多个实施例内实施的激光器系统的示例的示意图。

图2是能够在一个或更多个实施例内实施的图1的激光器系统的热机械调整装置的详细示意图。

图3是图示能够在本发明的一个或更多个实施例内实施的图2的热机械调整装置的机械调整操作的示意图。

图4A和图4B是图示能够在本发明的一个或更多个实施例内实施的图2的热机械调整装置的热耗散操作的示意图。

附图仅用于图示优选的实施例的目的，而不被解释为限制本公开。考虑到下文允许描述附图，本公开的新颖的方面应当对本领域普通技术人员变得显而易见。该详述使用数字标示和字母标示来指附图中的特征。在附图和描述中使用相同的或类似的标示来指本发明的实施例的相同的或类似的零件。

具体实施方式

根据要求，在本文中公开详细的实施例。必须理解，所公开的实施例只不过是各种形式及备选的形式的示范性的实施例。如本文中所使用的，单词“示范性的”广泛地用于指充当图示、试样、模型或模式的实施例。附图不一定按比例，且可以使某些特征扩大或最小化，以示出特定的构件的细节。在其他实例中，本领域普通技术人员已知的众所周知的构件、系统、材料或方法未详细地描述，以便避免使本公开模糊。因此，本文中所公开的具体的结构及功能细节不被解释为限制性的，而只不过被解释为用于权利要求的基础和用于教导本领域技术人员的具有代表性的基础。

本发明的实施例提供了一种激光器系统，激光器系统容纳激光器保持器和热机械调整装置，激光器保持器用于传输穿过其的激光束，热机械调整装置能够调整激光束的温度并维持激光束的对准。热机械调整装置有效地维持光输出的波长的准确度。

现在，将参考图1至图3而讨论关于本发明的激光器系统100的细节。图1图示激光器系统100，激光器系统100用于对诸如电力变压器的目标设备50执行各种测试操作。例如，测试操作能够包括示踪气体检测。激光器系统100能够是半导体激光器，诸如量子级联激光器(QCL)。其他类型的激光器也能够与该激光器系统100一起使用，例如电信激光器、铅盐激光器、竖直腔面发射激光器(VCSEL)、混合硅激光器、InGaAsp激光器、半导体激光二极管、掺杂绝缘子激光器或气体和化学激光器等。

如图1中进一步示出的，激光器系统100包括激光器保持器110，激光器保持器110用于传输从激光源发射的穿过激光器保持器110的激光束120。一个或更多个透镜125安置于激光器保持器110的下游，以用于将激光束120沿期望的方向反射。在图2中，激光器系统100还包括激光头(即，安装机架)130，激光头130邻近于保持激光束120和透镜125的激光器保持器110。激光头130包括倒角开口132和热机械调整装置140，热机械调整装置140包括用于维持激光束120的对准的枢转杆141。激光头130能够由诸如铜的金属材料或任何其他合适的材料形成。

进一步在图2中，激光头130的倒角开口132形成于激光头130的与来自激光源的激光束120的发射端相对的一端，并且，配置成将枢转杆141容纳于倒角开口132中。枢转杆141配置成允许联合倒角开口而枢转且允许激光束120在枢转点围绕其圆周旋转(如图3中的虚线‘A’所描绘)。倒角开口132配置成允许枢转杆141以大约90°的角度摇摆成枢转杆141的旋转(如图3中的虚线‘B’所描绘)。因而，枢转杆141允许激光束120 的x轴线对准和y轴线对准。在仅需要1轴线对准时，围绕枢转杆旋转。备选地，在需要2轴线对准时，那么，执行旋转和枢转操作两者。

激光器系统100的热机械调整装置140还包括多个第一导热部分142a和142b，其邻近于枢转杆141的相应的端部安置于激光头130的相对的两侧。根据一个或更多个实施例，导热部分142a和142b能够由导热泡沫或任何其他适合于本文中所阐述的目的的材料形成。

还提供弹簧装置143，并且，弹簧装置143沿着激光头130安置于激光头130的与容纳枢转杆141的端部相对的另一端。另外，根据一个或更多个实施例，第二导热部分144a和144b安置成邻近于弹簧装置143。第二导热部分144a和144b能够由与第一导热部分142a和142b的材料相同或不同的材料形成。导热部分142a、142b、144a以及144b的导热泡沫提供阻力，并且，具有恢复弹性的性质以及被导热。因而，材料能够联合螺钉使用，以允许精确对准。

如图2中所示，第一导热部分142a和142b呈L状，并且，第二导热部分144a和144b呈矩形状。本发明不限于为任何特定的形状或尺寸的导热部分142a、142b、144a以及144b，并且，可相应地变化。现在，将参考图3至图4B而讨论关于第一导热部分142a、142b和第二导热部分144a、144b以及弹簧装置143的操作的细节。

图3是图示根据本发明的一个或更多个实施例的将由热机械调整装置140执行的机械调整操作的示意图。

如图3中所示，如箭头所指示，第一导热部分142a、142b和第二导热部分144a、144b配置成将阻力(即，推力)施加于激光头130，而弹簧装置143配置成将拉力施加于激光头130，以帮助穿过激光头130而传输的激光束120的调整。

在激光束120穿过激光头130而传输时，第一导热部分142a、142b和第二导热部分144a、144b连同弹簧装置143维持激光束的对准，从而维持波长的准确度。第一导热部分142a、142b和第二导热部分144a、144b还从激光器系统100耗散热。

图4A和图4B是图示能够在本发明的一个或更多个实施例内实施的热机械调整装置140的热耗散操作的示意图。

如图4A中所示，如箭头所指示，第一导热部分142a、142b和第二导热部分144a、144b还配置成将由激光束120所生成的热传递远离激光头130。因而，第一导热部分142a、142b和第二导热部分144a、144b帮助将激光束120的温度维持为大约20至40摄氏度的特定的温度范围。

在一些实施例中，如图4B中所示，能够将激光器系统100安装于安装底座160。在该实施例中，经由一个或更多个固定螺钉161a、161b以及161c而将激光头130紧固于安装底座160。第一及第二导热部分144a和144b还配置成施加与固定螺钉161a、161b以及161c的力对抗的推力，以维持激光束120的对准的准确度。

而且，经由第一导热部分142a、142b和第二导热部分144a、144b而传递远离激光头130的热进一步传递至安装底座160，以从安装底座160耗散(如箭头所指示)。能够经由附接至安装底座160的热管、热沉或其他热耗散机构来处置热。因此，本发明的激光器系统100有效地维持激光束120的温度。

本发明的实施例提供使用激光器系统中所采用的相同的构件(即，导热部分)来耗散热和机械地对准激光器系统的激光束的优点。而且，本发明提供不使用风扇的激光器系统，从而避免激光器系统中的不需要的噪声和振动。

本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且，还允许本领域任何技术人员实践本发明，包括制作并使用任何装置或系统和执行任何合并的方法。本发明的专利范围由权利要求定义，并且，可以包括本领域技术人员所想到的其他示例。如果这样的其他示例具有并非与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果这些示例包括与权利要求的字面语言无实质的差异的等效的结构元件，则这些示例旨在属于权利要求的范围内。