一種大功率激光衰減器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于激光技術領域，具體涉及激光功率衰減技術，特別是一種適用于大功率激光衰減器。
【背景技術】
[0002]在激光應用系統(tǒng)中，通常需要將激光功率通過衰減器衰減后才能進行使用或測量。在以往的應用中，衰減器通常只設計有單一的調節(jié)方式，一旦調節(jié)裝置失效，很難在短時間內修復并投入使用，另外，單一的調節(jié)方式在某些情況下也很難滿足使用人員需要手動調節(jié)的需求；在衰減器調節(jié)過程中，對于調節(jié)過度的防護措施相對薄弱，甚至是沒有考慮，存在一定的安全隱患；而對于大功率激光，其吸收體通常采用水冷散熱，但現(xiàn)有的設計都將吸收體內置于衰減器，水路連接復雜，且安裝維護不便。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種大功率激光衰減器。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為:
一種大功率激光衰減器，包括殼體、上蓋、鏡筒、1/2波片、偏振分束裝置和激光吸收體組件，激光通過鏡筒入射殼體內，沿激光入射方向在入射光軸上依次設置1/2波片和偏振分束裝置，所述激光吸收體組件設置在偏振分束裝置的分束光路中；還包括調節(jié)桿、電機系統(tǒng)和換向傳動裝置；所述1/2波片安裝在所述鏡筒中，通常1/2波片粘接固定在鏡筒的激光入射端；鏡筒與殼體活動連接，鏡筒可繞入射光軸旋轉；所述電機系統(tǒng)安裝在殼體內，其輸出軸與鏡筒垂直設置，所述輸出軸通過換向傳動裝置帶動鏡筒旋轉，從而使鏡筒內安裝的1/2波片轉動，1/2波片轉動時其光軸角度發(fā)生變化，線偏振的輸入激光通過1/2波片后偏振方向發(fā)生不同的偏轉，由于不同偏振方向激光的P光與S光分量不同，通過偏振分束裝置后，最終輸出的分束光強度占比不同，通過轉動1/2波片可調節(jié)輸入激光的衰減比率，對輸出激光的功率進行調節(jié)；鏡筒上安裝所述調節(jié)桿，撥動調節(jié)桿可旋轉鏡筒，調節(jié)桿作為手動調節(jié)1/2波片的旋轉位置的把手，同時也作為機械限位的裝置。
[0005]優(yōu)選地，所述鏡筒通過第一軸承和第二軸承與殼體實現(xiàn)活動連接，鏡筒在二軸承限制下相對殼體旋轉。
[0006]優(yōu)選地，所述鏡筒與殼體間安裝有卡簧，所述卡簧軸向定位鏡筒位置。
[0007]優(yōu)選地，所述鏡筒的激光入射端套接安裝有指示環(huán)，所述調節(jié)桿固定在所述指示環(huán)上；殼體表面固定有一中間帶空槽的刻度環(huán)，調節(jié)桿穿過所述空槽，因為調節(jié)桿被約束在空槽內運動，可通過阻擋調節(jié)桿強制停止鏡筒轉動，該空槽與其中的調節(jié)桿配合，形成防止衰減器調節(jié)過度的機械限位。
[0008]所述偏振分束裝置包括沿激光入射方向在入射光軸上依次放置的第一鏡片(2)和第二鏡片(3)，二鏡片相對傾斜放置，二鏡片的入射鏡面法線均與所述入射光軸成布儒斯特角；所述激光吸收體組件(21)設置在第一鏡片(2)的反射光路中。
[0009]優(yōu)選地，所述第一鏡片(2)和第二鏡片(3)相對垂直入射光軸的平面鏡面對稱擺放。
[0010]優(yōu)選地，所述偏振分束裝置包括沿激光入射方向在入射光軸上依次設置的第一鏡片和第二鏡片，二鏡片相對傾斜放置，二鏡片的入射鏡面法線均與所述入射光軸成布儒斯特角，所述激光吸收體組件設置在第一鏡片的反射光路中。輸入激光經(jīng)過1/2波片后偏振方向發(fā)生偏轉，不同偏振方向的輸入激光入射第一鏡片時反射率不同，透射激光再入射第二鏡片的透射率也不同，通過改變輸入激光偏振方向實現(xiàn)輸出激光功率的調節(jié)。
[0011]進一步優(yōu)選地，所述第一鏡片和第二鏡片相對垂直入射光軸的平面成鏡面對稱設置，激光在二鏡片上的入射面相互重合。
[0012]優(yōu)選地，所述激光吸收體組件包括吸收體和兩個水接頭，所述吸收體安裝入殼體內，所述水接頭露于殼體外部；反射的激光進入吸收體腔內，將光能轉化為熱能，水冷機連接水接頭，通過水接頭流入冷水將熱量帶走。吸收體由衰減器外部裝入，并可通過螺絲或法蘭等連接方式固定在衰減器殼體上。
[0013]優(yōu)選地，所述換向傳動裝置包括垂直嚙合的主動傘齒輪和從動傘齒輪，實現(xiàn)90°換向傳動，所述主動傘齒輪通過聯(lián)軸器連接所述輸出軸，所述從動傘齒輪套在鏡筒上并與鏡筒固定。
[0014]作為前一方案的進一步優(yōu)選，所述從動傘齒輪上安裝有限位桿，所述鏡筒旁安裝有配合所述限位桿的槽型光電開關，所述槽型光電開關可選用U型槽，當限位桿隨鏡筒和齒輪旋轉經(jīng)過光電開關的U型槽時觸發(fā)光電開關發(fā)出信號；所述電機系統(tǒng)包括電機組件、電機驅動器和編碼器，所述輸出軸安裝在電機組件上，所述電機驅動器驅動輸出軸轉動，所述編碼器安裝在電機組件上監(jiān)控輸出軸轉動狀態(tài)，并分別與電機驅動器和槽型光電開關信號連接；槽型光電開關的觸發(fā)時的信號反饋至編碼器，編碼器控制電機驅動器停止輸出軸轉動，實現(xiàn)衰減器的光電限位。
[0015]本發(fā)明所稱“安裝”與“固定”，包括直接連接和通過中間件間接連接的方式。
[0016]本發(fā)明的技術解決方案通過旋轉1/2波片改變輸入激光的偏振方向，進而改變激光以布儒斯特角入射鏡片時的透射率，從而實現(xiàn)激光能量衰減的目的；本發(fā)明衰減器同時設置了電動和手動的調節(jié)方式，設置了衰減器調節(jié)的光電限位和機械限位，將吸收體水冷散熱的水接頭設置于衰減器殼體之外。
[0017]本發(fā)明同時實現(xiàn)了衰減器的電動和手動調節(jié)功能，提高旋轉結構的安全防護等級，簡化吸收體的水路連接，方便、快速接入外部水冷系統(tǒng)，同時便于吸收體的安裝、更換和維護。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明衰減器的爆炸結構圖；
圖2為圖1中的衰減器整體結構及光路示意圖。
[0019]其中:
1:殼體；2:第一鏡片；3:第二鏡片；4:上蓋；5:第一軸承；6:主動傘齒輪；7:限位桿；8:槽型光電開關；9:卡貪；10:1/2波片；11:調節(jié)桿；12:第一■軸承；13:鏡筒；14:指不環(huán)；15:刻度環(huán)；16:從動傘齒輪；17:聯(lián)軸器；18:電機組件；19:編碼器；20:電機驅動器；21:激光吸收體組件；22:水接頭；L1:輸入激光；L2:反射激光；L3:輸出激光。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0021]如圖1，沿激光入射方向依次放置在衰減器的入射光軸上的1/2波片10、第一鏡片
2、第二鏡片3以及激光吸收體組件21共同組成衰減器光路上的重要節(jié)點，整個衰減器安裝完畢后去除上蓋4的整體結構如圖2所示。其中:
第一鏡片2和第二鏡片3相對與入射光軸垂直的平面呈鏡像對稱設置，二鏡片入射鏡面的法線均與入射光軸成布儒斯特角；1/2波片10膠粘固定于鏡筒13中靠近激光入射端位置，鏡筒13上靠近1/2波片10的端部安裝指示環(huán)14 ;第二軸承12和第一軸承5安裝固定在殼體1對應的軸承孔內，將預先組裝好的鏡筒13依次穿過第二軸承12、從動傘齒輪16和第一軸承5，鏡筒13與軸承內圈固定，從動傘齒輪16上安裝固定螺釘與鏡筒13固定連接；在鏡筒13的中間的卡簧槽處安裝卡簧9對鏡筒13進行軸向定位，確定鏡筒13伸入殼體1的長度；刻度環(huán)