一种激光反射装置和激光器的制作方法

本申请涉及激光，尤其是涉及一种激光反射装置和激光器。

背景技术：

1、随着激光技术日趋成熟，激光光束越来越多地应用于对由各种材料制成的工件进行切割、焊接、钻孔、标记和划线等。传统的机械加工会产生不想要的缺陷，例如当加工工件受力时可能会产生微裂纹或者毛刺，从而降级和削弱加工工件的强度和品质。激光加工最大限度地减少了这种不需要的缺陷，通常更清洁，并导致更小的热影响区。激光加工使用聚焦激光束来产生精确的切口和孔，具有高质量的边缘，可以最大限度地减少不需要的缺陷的形成。

2、光纤激光器基于高功率和高光束质量的特性，已经广泛用于工业激光加工应用。例如，金属和金属合金的激光切割和激光焊接。通常激光光束是正向在光纤中传输，但是在一些特殊应用场景，也需要使用反射镜让激光光束反向传输，例如，反向光纤耦合器等器件。

3、为实现激光反向传输，需要使用反射镜，而反射时会形成一个反射角，所使用的器件的制作都存在误差，通常组装器件时难以保证安装角度完美契合需求，且有时为了多次使用，反射角度还需要灵活可调，以保证光束进入目标光纤的中心。加之，如图1所示，目标光纤的中心在光纤的端面上，属于二维坐标，即x、y坐标，当前已有的光学器件同时调整两个维度的坐标或角度难度极大，光束被调节后，光束进入目标坐标的精准度也无法同时得到保证。

4、因此，有必要设计一种激光反射装置，可以调整激光光束在目标光纤的端面的x、y方向上二维运动，以解决光束灵活调节问题，同时还需要设置固设、夹持机构解决光束达到目标坐标的精准度和稳定性。

技术实现思路

1、本申请提供一种激光反射装置和激光器。本申请提供的激光反射装置包括：发射光纤、接收光纤、反射镜和凸透镜。光束发射和接收方向互为相反方向(需要说明的是：此处的相反方向为近似相反方向，并非光束发射和接收方向必须刚好处于180°逆向方向，例如170°逆向的10°以内偏差也可以算为本申请所述的相反方向)，所述凸透镜位于发射光纤和反射镜之间，也位于接收光纤和反射镜之间。光束从发射光纤发出，该光束离开发射光纤后，通常会扩散，光束经过凸透镜后变成准直光，再遇到反射镜后反射，再经过凸透镜后被聚焦，然后进入接收光纤的中心。

2、所述接收光纤具有端面，以端面的中心为原点，设置三维坐标系，x轴、y轴位于端面上互相垂直，z轴经过端面的中心垂直于端面。本申请的反射镜具有两个可调的自由度，通过两个可调的自由度分别可以改变光束入射至端面上的x轴方向上的坐标和y轴方向上的坐标。

3、本申请的激光反射装置通过调整所述反射镜3绕y轴旋转和绕x轴旋转，改变光束入射至端面上的x轴方向上的坐标和y轴方向上的坐标，进而，对光束入射至端面的x轴方向上的坐标和y轴方向上的坐标均进行调整，使得光束可以入射至端面的中心，充分有效利用光束。

4、由于同时设计绕y轴旋转的自由度和绕x轴旋转的自由度将对反射镜的固设、夹持造成困难，即制作反射镜的固设、夹持机构难以设计。本申请的激光反射装置还包括反射镜固定件，所述反射镜为圆饼型，所述反射镜固定件为外表面切除两侧的球壳结构，该两侧可以收光和出光，所述反射镜套设于所述反射镜固定件的内侧，所述反射镜上固设有第一磁性材料，所述反射镜固定件的外侧设有第二磁性材料。

5、本申请的实施例还提供一种激光器，所述激光器包括上述实施例的激光反射装置，通过该激光反射装置，使得该激光器传输的光束在不同的光纤中反向传输。

6、本申请通过利用第一磁性材料和第二磁性材料之间的相吸和排斥的性能，同时，巧妙利用反射镜和反射镜固定件的特殊形状搭配，当第二磁性材料运动时，带动第一磁性材料运动，实现反射镜产生围绕x旋转轴和y旋转轴两个方向旋转的自由度，进而，可以同时调整激光进入接收光纤时在x轴方向上的坐标和y轴方向上的坐标。进而，解决了激光反射装置调整激光光束在目标光纤的端面的x、y方向上坐标的二维运动和激光反射装置的固设、夹持机构共存的问题。

技术特征：

1.一种激光反射装置，其特征在于，包括：发射光纤(1)、接收光纤(2)、反射镜(3)和凸透镜(4)，光束(5)发射和接收方向互为相反方向，所述凸透镜(4)位于发射光纤(1)和反射镜(3)之间，也位于接收光纤(2)和反射镜(3)之间；

2.如权利要求1所述的激光反射装置，其特征在于，所述反射镜(3)仅在靠近发射光纤(1)、接收光纤(2)的一侧设有反射膜，光束(5)从发射光纤(1)经反射镜(3)上的反射膜反射至接收光纤(2)，所述反射镜(3)绕x轴和y轴旋转的最大旋转角度为90°。

3.如权利要求1所述的激光反射装置，其特征在于，所述反射镜(3)的两侧均设有反射膜，光束(5)从发射光纤(1)经反射镜(3)上的反射膜反射至接收光纤(2)，所述反射镜(3)绕x轴和y轴旋转的最大旋转角度为180度。

4.如权利要求1所述的激光反射装置，其特征在于，所述反射镜固定件(31)为透明薄层材料制成。

5.如权利要求4所述的激光反射装置，其特征在于，还包括外固件(6)，所述外固件(6)为球壳型，套设于反射镜固定件(31)的外侧，所述第二磁性材料(342)设于外固件(6)的外侧。

6.如权利要求5所述的激光反射装置，其特征在于，所述外固件(6)为透明薄层材料制成。

7.如权利要求5所述的激光反射装置，其特征在于，所述激光反射装置还包括石英帽端(8)，所述石英帽端(8)的一端固定、夹持发射光纤(1)和接收光纤(2)。

8.如权利要求7所述的激光反射装置，其特征在于，所述石英帽端(8)的外侧还设有准直头(7)，所述外固件(6)具有一外固件延伸部(61)，所述准直头(7)位于所述外固件延伸部(61)的内侧，对石英帽端(8)形成稳定固设的作用。

9.如权利要求7所述的激光反射装置，其特征在于，所述激光反射装置还包括反射镜压环(32)和固定件压环(33)，在反射镜(3)绕x旋转轴和y旋转轴旋转达到理想位置后，反射镜压环(32)将反射镜(3)稳定密封、固设于该位置，通过固定件压环(33)将反射镜固定件(31)形成稳定、固设状态。

10.一种激光器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的激光反射装置，通过该激光反射装置，使得该激光器传输的光束(5)在不同的光纤中反向传输。

技术总结
本申请提供一种激光反射装置和激光器。本申请所提供的激光反射装置包括：发射光纤、接收光纤、反射镜和凸透镜。该激光反射装置还包括反射镜固定件，所述反射镜为圆饼型，所述反射镜固定件为外表面切除两侧的球壳结构，该两侧可以收光和出光，所述反射镜套设于所述反射镜固定件的内侧，所述反射镜上固设有第一磁性材料，所述反射镜固定件的外侧设有第二磁性材料。通过利用第一磁性材料和第二磁性材料之间的相吸和排斥的性能，同时，巧妙利用反射镜和反射镜固定件的特殊形状搭配，实现同时调整激光进入接收光纤时在X轴方向上的坐标和Y轴方向上的坐标。还解决了激光反射装置的固设、夹持机构的问题。

技术研发人员：陆海龙,周威云,黄国溪,张帆
受保护的技术使用者：深圳公大激光有限公司
技术研发日：20221216
技术公布日：2024/1/12