一种便携式激光发射器的制作方法

[0001]
本实用新型涉及激光设备领域，尤其涉及一种便携式激光发射器。


背景技术：

[0002]
便携式激光发射器，一般包括包括泵浦源、谐振腔和聚光腔等部件。以便携式激光液样收集设备为例，谐振腔为一般为晶体棒，泵浦源一般为高压氙灯，但谐振腔出光侧的光束质量往往不高，光学调校过程复杂，不利于规模化生产。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型提供的一种便携式激光发射器，可以较好的解决现有的便携式激光发射器结构复杂，无法保证谐振腔出光侧的光束质量，光学调校过程复杂，不利于规模化生产。
[0004]
本实用新型实施例提供了一种便携式激光发射器，包括泵浦源、谐振腔和容纳腔，泵浦源和谐振腔以平行方式放置在容纳腔内，容纳腔的一侧留有透光孔，使得谐振腔生成的激光通过透光孔发射至容纳腔外，
[0005]
容纳腔的左右两端的外壁分别被一个固定罩所包覆，固定罩在容纳腔留有透光孔的一侧也留有相匹配的透光孔，
[0006]
其中在谐振腔出光侧的容纳腔透光孔与固定罩透光孔之间还有一个聚光部件。
[0007]
本实用新型实施例提供了一种便携式激光发射器，较好的解决了现有的便携式激光发射器结构复杂，无法保证谐振腔出光侧的光束质量，光学调校过程复杂，不利于规模化生产的问题，保证了光学设备的精密性和可靠性。
附图说明
[0008]
图1是本实用新型实施例提供的便携式激光发射器主体结构剖面图；
[0009]
其中标号指示分别为：1是泵浦源，2是谐振腔，3是容纳腔，4是容纳腔透光孔， 5是一侧的固定罩，6是另一侧的固定罩，7是固定罩透光孔，8是聚光部件。
[0010]
图2是本实用新型实施例提供的便携式激光发射器、光路部件结构示意图；
[0011]
其中标号指示分别为：2是谐振腔，5是一侧的固定罩，9是聚光管，10是聚焦透镜，11是垫片。
[0012]
图3是本实用新型实施例提供的便携式激光发射器壳体结构全剖示意图；
[0013]
其中标号指示分别为：5是一侧的固定罩，6是另一侧的固定罩，12是一侧的端头固定部件，13是另一侧的端头固定部件，14是金属材质的腔体。
[0014]
图4是本实用新型实施例提供的便携式激光发射器中间腔体结构示意图；
[0015]
其中标号指示分别为：14是金属材质的腔体，15是聚光腔。
[0016]
图5是本实用新型实施例提供的外壳螺杆固定结构示意图；
[0017]
其中标号指示分别为：3是容纳腔，5是一侧的固定罩，6是另一侧的固定罩。
[0018]
图6是本实用新型实施例提供的外壳螺钉固定结构示意图；
[0019]
其中标号指示分别为：3是容纳腔，5是一侧的固定罩，6是另一侧的固定罩。
[0020]
图7是本实用新型实施例提供的端面固定结构的爆炸视图；
[0021]
其中标号指示分别为：6是另一侧的固定罩，13是另一侧的端头固定件。
[0022]
图8是本实用新型实施例提供的端面固定结构的全剖视图；
[0023]
其中标号指示分别为：6是另一侧的固定罩，13是另一侧的端头固定件。
[0024]
图9是本实用新型实施例提供的防轴向转动结构示意图。
[0025]
图10是本实用新型实施例提供的轴平行结构线路与光路示意图；
[0026]
其中标号指示分别为：1是泵浦源，2是谐振腔，4是容纳腔透光孔，5是一侧的固定罩，6是另一侧的固定罩，12是一侧的端头固定部件，13是另一侧的端头固定部件，16是负极线缆出入孔，17是正极线缆出入孔，18是触发极的线缆出入孔。
具体实施方式
[0027]
便携式激光发射器，一般包括包括泵浦源、谐振腔和聚光腔等部件。以便携式激光液样收集设备为例，谐振腔为一般为晶体棒，泵浦源一般为高压氙灯，但谐振腔出光侧的光束质量往往不高，光学调校过程复杂，不利于规模化生产。
[0028]
为此，我们提出了以下的技术方案，为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
[0029]
如图1所示，本实用新型为一种便携式激光发射器，包括泵浦源、谐振腔和容纳腔，泵浦源和谐振腔以平行方式放置在容纳腔内，容纳腔的一侧留有透光孔，使得谐振腔生成的激光通过透光孔发射至容纳腔外，
[0030]
其特征在于，
[0031]
容纳腔的左右两端的外壁分别被一个固定罩所包覆，固定罩在容纳腔留有透光孔的一侧也留有相匹配的透光孔，
[0032]
其中在谐振腔出光侧的容纳腔透光孔与固定罩透光孔之间还有一个聚光部件。
[0033]
该方案较好的解决了现有的便携式激光发射器结构复杂，无法保证谐振腔出光侧的光束质量，光学调校过程复杂，不利于规模化生产的问题，保证了光学设备的精密性和可靠性。
[0034]
进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0035]
其特征在于，
[0036]
所述聚光部件包括聚焦透镜与聚光管，
[0037]
谐振腔通过容纳腔一侧的出光口发射的激光，依次通过聚光管、聚焦透镜与固定罩的透光孔，发射至便携式激光发射器外，
[0038]
聚焦透镜与固定罩之间、聚焦透镜与聚光管之间都设置有垫片。
[0039]
这样的分离式结构设计既保证了聚光部件的加工精度，并使得陶瓷聚光部件固定在便携式激光发射器内部，从而保证了光路的精密性，又使得这样的抗高温绝缘材料容易加工成型。而管状的抗高温绝缘材料聚光管易于加工，从而可以方便精确的调节整个光路的焦距。
[0040]
这样的聚焦透镜不易掉落，且聚焦透镜为玻璃材质，利用塑胶材质的垫片，可以在便携式激光发射器震动时减少震动，保证光学精密性。
[0041]
此外，聚光管内壁涂布有银漆，可以进一步提高光束发射率，从而提高光束质量。
[0042]
进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0043]
其特征在于，容纳腔的左右两端分别为一个陶瓷材质的端头固定部件，中间为金属材质的腔体，容纳腔左右两端外的固定罩为易加工绝缘材质，
[0044]
两个固定罩上有相匹配的连接部件，使得两个固定罩通过两个端头固定部件，将容纳腔固定在两个端头固定部件中间。
[0045]
在电子设备及电子产品中，电磁干扰能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。而当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用，设备及系统电磁环境日益恶化，在此情况下，电磁屏蔽的重要性就显得更为突出。
[0046]
导电的金属能对电磁波产生反射、吸收和抵消等作用。从而达到减少电磁波辐射的目的。当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。
[0047]
由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波，因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同，在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。
[0048]
在设计中要达到所需的屏蔽性能，则需首先确定辐射源，明确频率范围，再根据各个频段的典型泄漏结构，确定控制要素，进而选择恰当的屏蔽材料，设计屏蔽壳体。
[0049]
通过精心设计，我们选用了al6061铝材作为金属材质的腔体的材质，金属材质的腔体的长度大于金属材质的腔体的内壁半径的1.5倍以上，且金属材质的腔体一般为圆形或椭圆形空腔体，其光滑的内壁表面可以更好的对电磁波产生反射作用，电磁屏蔽效果更好。
[0050]
当聚光腔本体为金属材质时(即金属材质的腔体与聚光腔融为一体)，虽然结构相对简单，但铝材对于泵浦源产生的光线反射率不够高，影响了激光发射器的整体性能，而直接选用反射率更高的金属金或银的材质的话，则成本过于昂贵。
[0051]
又由于上述提及的高压漏电的原因，泵浦源的线缆出入口位于端头固定部件上，且所述线缆出入口不与金属材质的腔体接触。通过加大金属材质的线缆与金属腔之间的距离，可以有效的减轻高压引起的此类漏电问题。
[0052]
且端头固定部件选用绝缘耐高温材料，我们具体选用了氧化铝陶瓷材料，其材质易于成型加工，且其绝缘性能良好，常温电阻率1015ω
·
cm，绝缘强度15kv/mm，与金属材质的腔体绝缘，可以保证上述漏电问题不会发生。
[0053]
且端头固定部件为不透明材质，保证了激光发射器内部的光能不会外泄，以免影响用户体验。
[0054]
又由于本实用新型是一种激光发射器，其内部泵浦源、谐振腔和聚光腔等零部件需要良好的固定，才能保证一定的光学性能。且其内部泵浦源、谐振腔一般都为长棒状，我们使用两个端头固定部件将泵浦源和谐振腔的两端同时固定，保证了泵浦源和谐振腔可以以平行方式固定设置，光电转换效率较高。
[0055]
且两个端头固定部件通过一种两端连接结构固定为一体，将激光发射器所包含的各种零部件全部固定为一体，使得激光发射器安装完成后，可以作为一个完整的模块单元，方便的应用于各类场景。
[0056]
而且两端连接结构为两个端头固定部件的外壁分别被一个固定罩所包覆，两个固定罩通过一种两端连接部件连接在一起。
[0057]
其中固定罩不接触金属材质的腔体。
[0058]
这里固定罩应为易加工绝缘材质(如塑料材质)，这是因为端头固定部件选用绝缘耐高温材料(例如陶瓷)，但绝缘耐高温材料往往成型工艺复杂且原料成本较高，而塑料材质则易成型加工，两端连接结构利用塑料材质便于加工且有一定弹性，可以较好的与不规则形状的端头固定部件相匹配，并将两个端头固定部件固定连接在一起，从而将激光发射器所包含的各种零部件全部固定为一体，使得激光发射器安装完成后，可以作为一个完整的模块单元，方便的应用于各类场景。
[0059]
此外，由于加工成型方便，固定罩与端头固定部件之间还可以放置其他零部件(例如内部可以容纳陶瓷聚光腔与聚焦透镜等光学部件)，从而将更复杂的装置系统简化为一个模块，从而更便于应用于各类场景。
[0060]
而且为了与金属材质的腔体相绝缘，除了固定罩应为绝缘材料外，两端连接部件也应为绝缘材质。
[0061]
进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0062]
其特征在于，所述容纳腔内部还包括一个聚光腔，聚光腔外壁与容纳腔内壁相接触。
[0063]
而聚光腔嵌在金属材质的腔体内时，我们采用这样的方案：聚光腔为一个石英管，在石英管除去两个端面的外表面上或者包含两个端面的外表面上镀有聚光反射涂层，聚光反射涂层分为两层，由内到外依次是：金属反射膜和石墨烯涂层。金属反射膜我们选用银膜，通过金属反射膜，提高了聚光腔的反射率，提高了能量利用效率；通过石墨烯涂层，使得金属反射膜牢固的附着在石英管表面，且石墨烯涂层也具有良好的导热作用，不易老化，且这样的结构成本低于聚光腔本体为金属材质的方案。
[0064]
金属反射膜为银层，银层厚度小于500μm，该银层镀膜方式为滚镀。
[0065]
聚光腔的石英管的材质为掺锶石英，掺锶率小于0.1
‰
，石英管厚度小于3mm。
[0066]
进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0067]
其特征在于，
[0068]
所述端头固定部件的内端面与固定罩的内端面在一个平面上，且都与容纳腔中间金属腔体的两个端面以密封方式相接触。
[0069]
当容纳腔的两个端面分别与两个端头固定部件以密封方式相接触时，可以利用容纳腔遮挡泵浦源和谐振腔发出的光与热，大大提高了用户体验。
[0070]
进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0071]
其特征在于，
[0072]
所述端头固定部件的外径大于金属腔内径，小于金属腔体的外径；
[0073]
所述固定罩的内径大于金属腔内径，小于金属腔体的外径。
[0074]
这样的设计既保证了耐热绝缘的端头固定部件与金属材质的腔体密封接触，又保证了耐热性能不强的容纳壳不接触金属材质的腔体，且容纳壳、端头固定部件与内部的聚光腔都起到绝缘隔离的作用，而金属材质的腔体则保证了emc的良好性能。
[0075]
进一步地，请参阅图5与图6，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0076]
其特征在于，
[0077]
所述连接部件为：
[0078]
每个固定罩上设置有两个或两个以上通孔，两个固定罩通过穿过通孔的螺杆进行固定连接；
[0079]
或每个固定罩上设置有两个或两个以上通孔，所述容纳腔外壁上设置有散热鳍片，鳍片的槽与通孔相对应处设置有螺纹，每个固定罩通过螺钉固定在容纳腔上。
[0080]
通过上述的结构设计，保证了外部结构的相互固定，防止了两个固定罩之间的相互转动，而又因为固定罩与端头固定部件之间有较大的摩擦力，也防止了两个端头固定部件之间的相互转动，进而保证了泵浦源和谐振腔的平行度，从而保证了整个便携式激光发射器的光学精密性。
[0081]
进一步地，请参阅图7与图8，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0082]
其特征在于，
[0083]
每个端头固定部件内设有两个分别与泵浦源和谐振腔两端端面相匹配的凹腔；
[0084]
固定罩内腔设置有一个弹性结构，与端头固定部件外壳曲面相匹配。
[0085]
进一步的，这里的弹性结构为如图所示的与端头固定部件外壳曲面相匹配的弧形肋板，既保证了光学精密性，端头固定部件又易成型，且在固定端头固定部件的同时起到了一定减震的作用。
[0086]
进一步地，请参阅图9，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0087]
其特征在于，
[0088]
所述其中一个或两个固定罩外壳上设置有一个防轴向转动结构。
[0089]
与便携式激光发射器外的结构相配合，使得便携式激光发射器无法轴向转动。
[0090]
通过这样的外部结构来固定整个便携式激光发射器，防止便携式激光发射器整体的轴向转动，保证了整个光路的精密性。
[0091]
其中所述其中一个或两个固定罩设置有一个防轴向转动结构，该结构为水平轴两侧各有一个肘板，与便携式激光发射器外的水平面结构相配合形成支撑面，使得便携式激光发射器无法轴向转动，上下左右均保证了固定。
[0092]
进一步地，请参阅图10，作为本实用新型提供的便携式激光发射器的一种具体实施方式，该便携式激光发射器，
[0093]
其特征在于，
[0094]
两端的端头固定部件和固定罩上各有一个通孔，分别为泵浦源的正极或负极的线
缆出入孔，泵浦源的负极线缆出入孔的一端还有一个泵浦源触发极的线缆出入孔，泵浦源的正极线缆出入孔的一端有一个谐振腔的透光孔。
[0095]
泵浦源的负极接地，而泵浦源触发极的高压有时为正有时为负，因此触发极与负极之间的电压差大于触发极与正极之间的电压差，而这样的设计可以适当减少电压差，从而减少高压击穿、漏电等问题的出现，且这样的结构设计也容易加工。此外，触发灯丝外包裹绝缘材料的热缩管，进一步减少了高压击穿、漏电等问题的出现。
[0096]
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。