一种通用激光光源模块的制作方法

1.本公开涉及电子领域，尤其涉及通用激光光源模块。


背景技术：

2.传动清洗工业有多种多样的清洗方式，总结起来可以分为化学药剂清洗方式和机械清洗方式。但是，随着人们对环保和安全意识的日益加强，我国对工业环境保护的要求也越来越高，在达到环保要求的情况下，化学药剂清洗方式中可以使用的化学药品种类越来越少；机械清洗方式是采用接触式的清洗，对被清洗物表面有机械作用，容易损伤被清洗物的表层，也容易产生二次污染，并且接触式清洗产生的金属粉尘容易被工人吸入，影响工人的身体健康。而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应、适于各种材质物体表面清洗，是目前最可靠、最有效的清洗方式，已得到广泛应用，但是，在激光清洗的过程中，激光清洗设备对带有内孔工件的内壁清洗和表面清洗不能通用，要么只能针对外表面进行清洗，要么针对内壁清洗，无法通用。
3.实用新型cn108453097a公开一种用于管道内壁的激光清洗机构，包括内腔中耦合有连接激光光源的光纤隔离器的基座、安装在基座前端的调焦装置、通过电机座安装在调焦装置前端的旋转装置以及与旋转装置固定连接的反射镜片组。但其主要针对内孔清洗，对于外表面清洗时，使用并不方便。针对上述问题，本实用新型提出了一种能够用于内壁和外表面清洗的通用激光光源模块。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供一种通用激光光源模块。所述技术方案如下：
5.根据本公开实施例的第一方面，提供一种通用激光光源模块，包括：
6.外壳；
7.激光器，所述激光器后侧沿激光光束的行进方向依次设有准直透镜、光隔离器、振镜、场镜和反射镜；
8.其中，所述激光器、所述准直透镜、所述光隔离器和所述振镜固定在所述外壳内，所述场镜可拆卸地设置在所述外壳内，所述反射镜可旋转设置在所述外壳内。
9.在一个实施例中，所述通用激光光源模块还包括：
10.衍射匀化器件或者折射匀化器件，固定在所述外壳内，位于所述光隔离器和所述场镜之间，用于对到达所述衍射匀化器件或者折射匀化器件的激光光束进行整形，形成平顶光束。
11.在一个实施例中，所述衍射匀化器件或者折射匀化器件位于所述光隔离器和所述振镜之间。
12.在一个实施例中，还包括：
13.旋转支架，连接所述反射镜，用于在受力移动时带动所述反射镜旋转。
14.在一个实施例中，还包括：
15.电机，连接所述旋转支架，用于驱动所述旋转支架移动带动所述反射镜旋转至预设角度。
16.在一个实施例中，所述光隔离器包括1/4玻片。
17.在一个实施例中，还包括：
18.鼓风装置，用于实现正压鼓风或负压鼓风；
19.导风管，一端连通所述外壳上的开口，一端连通所述鼓风装置，所述外壳上的开口在沿激光光束的行进方向上位于所述场镜的后方。
20.在一个实施例中，所述激光器包括光纤激光器或固体激光器；
21.其中，所述光纤激光器包括:激光器发生器，用于产生激光；能量传输光纤，连接所述激光器发生器，用于输出所述激光器发生器发出的激光。
22.在一个实施例中，所述场镜上设置有高透过率膜。
23.在一个实施例中，所述反射镜上设置有高反射率膜。
24.本实施例可以通过调整反射镜的反射角度实现使用一个通用激光光源模块来清洗待清洗工件的外表面清洗以及内壁面清洗，实现外表面清洗和内壁清洗的通用，降低清洗成本。另外，本实施例可以将激光器和光隔离器都设置在该外壳内，通过统一的外壳来固定保护，不需要其他外部固定保护的结构件来固定保护，大大的降低了通用激光光源模块的结构尺寸，以使该通用激光光源模块适应较小孔洞的清洗。
25.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
27.图1是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的外部结构示意图。
28.图2是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的内部结构示意图。
29.图3是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的内部结构示意图。
30.图4是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的内部结构示意图。
31.图5是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块射出激光的非相干辐照度示意图。
32.图6是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的结构示意图。
具体实施方式
33.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
34.本公开提供了一种通用激光光源模块，图1是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的外部结构示意图，图2是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的内部结构示意图。
35.如图1所示，该通用激光光源模块包括外壳11，该外壳11内部的结构如图2所示，包括：激光器12，所述激光器12后侧沿激光光束的行进方向依次设有准直透镜13、光隔离器14、振镜15、场镜16和反射镜17；其中，所述激光器12、所述准直透镜13、所述光隔离器14和所述振镜15固定在所述外壳11内，所述场镜16可拆卸地设置在所述外壳11内，所述反射镜17可旋转设置在所述外壳11内。
36.这里，如图2所示，该激光器12用于发射出高功率的激光光束；该激光光束照射在准直透镜13上，准直透镜13用于将该激光光束取直成相平行的激光光束；取直后的激光光束照射在光隔离器14上，光隔离器14是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件，该光隔离器14用于保护激光器12避免其受反射光束的损坏；从光隔离器14出来的激光光束照射在振镜15上，该振镜15的工作原理是将激光光束入射到两反射镜(扫描镜)上，控制反射镜的反射角度使这两个反射镜可分别沿x、y轴扫描，从而使激光光束形成一定的形状，该振镜15用于将激光光束振动成一定形状的激光光束；一定形状的激光光束照射在场镜16上，该场镜16用于将激光光束聚焦，提高激光光束的能量；本实施例中的场镜16可拆卸地设置在所述外壳11内，可以根据实际的清洗情况更换不同焦距的场镜16，以扫描不同的区域面积，以及适应不同的工作距离。经场镜16聚焦后的激光光束照射在反射镜17上，被反射镜17反射至对应位置的待清洗工件18a上，对该待清洗工件18a表面的杂质进行激光清理。
37.本实施例中的反射镜17可旋转连接所述外壳11，如此，可以将反射镜17旋转至不同的位置，使该场镜16聚焦后的激光光束可以被反射到不同的方向，实现不同方向上的工件表面清理。这样在对待清洗工件的内壁进行清洗时，可以将该通用激光光源模块伸入该待清洗工件的管道内，该反射镜17可以如图2所示旋转至与平行方向成45度角，如此实现将平行方向上的激光光束反射成与平行方向垂直的激光光束，此方向的激光光束可以实现对待清洗工件内壁的清洗。示例的，图3是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的内部结构示意图。如图3所示，在对待清洗工件的外表面进行清洗时，可以将反射镜17按照图3中箭头aa
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所示的旋转方向，旋转至与平行方向平行，如图3所示，该反射镜17旋转至与平行方向平行后，平行方向上的激光光束可以不经过该反射镜17直接平行射出，对待清洗工件18b的外表面进行清洗。当然，如果该待清洗工件的内壁有异形，可以根据该异形相应调整该反射镜17旋转至相应角度，将该激光光束反射至异形的表面进行清洗，这里需要说明的是，该反射镜17的旋转角度大于等于45度，如此可以适应各方向上的清洗。
38.本实施例可以通过调整反射镜17的反射角度实现使用一个通用激光光源模块来清洗待清洗工件的外表面清洗以及内壁面清洗，实现外表面清洗和内壁清洗的通用，降低清洗成本。另外，本实施例可以将激光器12和光隔离器14都设置在该外壳11内，通过统一的外壳11来固定保护，不需要其他外部固定保护的结构件来固定保护，大大的降低了通用激光光源模块的结构尺寸，以使该通用激光光源模块适应较小孔洞的清洗。
39.在一种可能的实施例中，图4是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的内部结构示意图。如图4所示，所述通用激光光源模块还包括：衍射匀化器件或者折射匀化器件19，固定在所述外壳11内，位于所述光隔离器14和所述场镜16之间，用于对到达所述衍射匀化器件或者折射匀化器件19的激光光束进行整形，形成平顶光束。
40.这里，该衍射匀化器件或者折射匀化器件19可以如图4所示位于该光隔离器14和
所述振镜15之间，当然，在其他实施例中，该衍射匀化器件或者折射匀化器件也可以位于该振镜15与场镜16之间。该衍射匀化器件或者折射匀化器件可以对达到该衍射匀化器件或者折射匀化器件的激光光束进行整形，形成平顶光束，这样通用激光光源模块发出的激光照射到待清洗工件上的光束就是平顶光束，如此降低激光清洗的损伤阈值，不易损伤该待清洗工件，可以扩大该通用激光光源模块的应用范围，应用在对激光清洗损伤阈值要求更低的领域如太阳能领域、军事科研领域、航天航空领域等等高精尖领域。
41.在一种可能的实施例中，优选的，如图4所示，该衍射匀化器件或者折射匀化器件19位于所述光隔离器14和所述振镜15之间，这样可以使该通用激光光源模块形成最好的平顶光束，对待清洗工件的损害会最低。
42.示例的，图5是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块射出激光的非相干辐照度示意图，该振镜15形成的激光光束的形状为圆形，在该通用激光光源模块的光隔离器14和振镜15之间设置衍射匀化器件或者折射匀化器件后，测试该通用激光光源模块射出的圆形激光光束中一条直径上的激光的非相干辐照度可以得到图5所示的示例图，如图5所示，x轴标识以圆点为原点0，各激光点到该原点0的距离，单位为mm；y轴为该直径上不同距离的各激光点的非相干辐照度，由图5可以看出，该直径上的各激光点的非相干辐照度在较小的区域内波动，这表明该通用激光光源模块输出的激光的能量分布较均匀，如此在使用本实施例提供的通用激光光源模块时，可以实现对待清洗工件的精密清洗，对该待清洗工件的损伤最小。
43.在一种可能的实施例中，该通用激光光源模块还包括：旋转支架，连接所述反射镜17，用于在受力移动时带动所述反射镜17旋转。
44.示例的，该旋转支架可以是上下移动的把手，该旋转支架可以连接在该反射镜17的上端，该旋转支架向上移动时，可以带动该反射镜17的上端向上移动，该反射镜17的下端不动，如此，可以将该反射镜17旋转至如图2所示的角度。然后该旋转支架可以向下移动时，可以带动该反射镜17的上端向下移动，该反射镜17的下端不动，如此，可以将该反射镜17旋转至如图3所示的平行状态。当然，这里只是举例说明该旋转支架的一种实现情况，该旋转支架还可以是其他能够带动该反射镜17的结构，在此不一一举例说明。
45.这里，该旋转支架可以是手动驱动移动的，也可以是电动驱动移动的，在此不做限制。
46.在一种可能的实施例中，该通用激光光源模块还包括电机，连接所述旋转支架，用于驱动所述旋转支架移动带动所述反射镜17旋转至预设角度。
47.如此，可以通过控制器来控制电机驱动该旋转支架移动，进而带动所述反射镜17旋转至预设角度，使得该通用激光光源模块可以清洗工件外表面和内壁，实现该通用激光光源模块的自动清洗。
48.在一种可能的实施例中，所述光隔离器14包括1/4玻片，使用该1/4玻片作为该光隔离器14可以大大减小了整体的尺寸长度。
49.在一种可能的实施例中，图6是根据一示例性实施例示出的一种通用激光光源模块的结构示意图，如图6所示，该通用激光光源模块还包括鼓风装置21和导风管22，该鼓风装置21用于实现正压鼓风或负压鼓风；该导风管22一端连通所述外壳11上的开口，一端连通所述鼓风装置21，所述外壳11上的开口在沿激光光束的行进方向上位于所述场镜16的后
方。在需要对反射镜17和场镜16进行散热和保护时，可以控制该鼓风装置21实现正压鼓风，通过导风管22向该通用激光光源模块内吹风；在需要对清洗灰尘和油烟的收集和清理时，可以控制该鼓风装置21实现负压鼓风，通过导风管22吸出该通用激光光源模块内的灰尘和油烟,实现绿色无污染激光清洗。这里，该鼓风装置21多用于实现负压鼓风。
50.在一种可能的实施例中，所述激光器12包括光纤激光器12或固体激光器12；其中，如图6所示，所述光纤激光器包括:激光发生器121，用于产生激光；能量传输光纤122，连接所述激光发生器121，用于输出所述激光发生器121发出的激光。
51.优选的，该激光器12为光纤激光器12，成本更低。这里，在使用光纤激光器12时，由于该能量传输光纤较细，为了保护该能量传输光纤，现有技术中都会设置一些保护固定结构来保护该能量传输光纤，这就会导致该光纤激光器12结构体积较大，而本技术中将该光纤激光器12设置在该外壳11内，由该外壳11来保护固定该能量传输光纤，这样就会减小该通用激光光源模块的体积。
52.在一种可能的实施例中，所述场镜16上设置有高透过率膜，实现对光能的最大利用率，且能够保护场镜16不受损害。
53.在一种可能的实施例中，所述反射镜17上设置有高反射率膜，如此实现光能的无损传输，且能够保护反射镜17不受损害。
54.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
55.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。