專利名稱：半導(dǎo)體激光劃線儀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型所述為一種激光劃線儀裝置，尤其涉及到一種采用衍射光學(xué)器件的半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光劃線儀裝置。
隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光劃線技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐如工業(yè)建筑等領(lǐng)域中已得到廣泛使用。但是，現(xiàn)有的激光劃線儀裝置采用氦氖氣體激光器和電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械掃描振鏡，其體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，比較笨重、容易損壞，不便運(yùn)輸和攜帶，其應(yīng)用范圍受到較大的限制。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有激光劃線儀裝置的上述缺陷，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、成本低廉，便于攜帶的采用衍射光學(xué)器件的半導(dǎo)體激光劃線儀裝置。
本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置，由三維調(diào)節(jié)支架和安裝在該支架上的半導(dǎo)體激光劃線器構(gòu)成，該半導(dǎo)體激光劃線器包括有殼體，在該殼體內(nèi)部依次排列安裝有電池，組成半導(dǎo)體激光二極管(LD)模塊的LD驅(qū)動(dòng)電源模塊，半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光器，非球面光學(xué)準(zhǔn)直透鏡，和衍射光學(xué)器件，在與衍射光學(xué)器件相對(duì)應(yīng)的殼體壁面上有一窗口，在殼體的外表面上安裝有微動(dòng)開關(guān)。
本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊、牢固耐用，成本低廉、使用方便，便于攜帶；由于支架可三維調(diào)節(jié)，可將激光光線指示到目標(biāo)的任意位置和方向。其在工業(yè)領(lǐng)域中可廣泛地應(yīng)用于各種塊材和片材的劃線，瞄準(zhǔn)定位，描繪水平線等，也可用于建筑行業(yè)的裝璜指示和家族娛樂(lè)。


圖1所示為本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為
圖1所示激光劃線儀裝置的半導(dǎo)體激光劃線器的裝配示意圖；圖3所示為本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光模塊的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖；圖4所示為本實(shí)用新型所述的光學(xué)正弦型振幅光柵片的正視圖；圖5所示為圖4所示光學(xué)正弦型振幅光柵片的側(cè)視圖；圖6所示為本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置的驅(qū)動(dòng)電源的電路圖。
現(xiàn)參照以上附圖，通過(guò)以下實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置予以詳細(xì)說(shuō)明。
圖1所示為本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該半導(dǎo)體激光劃線儀裝置由三維調(diào)節(jié)支架1和安裝在該支架1上的半導(dǎo)體激光劃線器2構(gòu)成。三維調(diào)節(jié)支架1包括有一底座3，和一其一端通過(guò)調(diào)節(jié)手輪4可轉(zhuǎn)動(dòng)地與底座3相連接的支臂5，在支臂5的另一端具有用于夾持半導(dǎo)體激光劃線器2的連接件如夾緊螺栓6，支臂5與激光劃線器2之間相互位置可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖2所示為
圖1所示激光劃線儀裝置的半導(dǎo)體激光劃線器的裝配示意圖。如圖所示，該半導(dǎo)體激光劃線器2包括有殼體7，在該殼體7內(nèi)部依次排列安裝有電池8，組成半導(dǎo)體激光二極管(LD)模塊的LD驅(qū)動(dòng)電源模塊9，半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光器10，非球面光學(xué)準(zhǔn)直透鏡11，和衍射光學(xué)器件12，在與衍射光學(xué)器件12相對(duì)應(yīng)的殼體7的壁面上有一窗口13，在殼體7的外部表面上安裝有微動(dòng)開關(guān)14，和用于攜帶的卡子15。
圖3所示為本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光模塊的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置中，采用可見區(qū)紅色的半導(dǎo)體激光二極管10，產(chǎn)生一來(lái)發(fā)散紅色激光，再經(jīng)過(guò)非球面的光學(xué)塑料光學(xué)準(zhǔn)直變換透鏡11，產(chǎn)生一束單色一準(zhǔn)直的激光光束，該透鏡兩個(gè)表面鍍以增透的光學(xué)薄膜。LD激光模塊的光學(xué)結(jié)構(gòu)如圖所示，半導(dǎo)體激光二極管(LD)10是一種半導(dǎo)體P-n結(jié)激光器件，它發(fā)射紅色激光，其中心波長(zhǎng)如約為660nm，激光器的半寬度如約為4-6nm，激光束水平方向發(fā)散度如約為40°，垂直方向的發(fā)散度如約為20°，LD發(fā)出的發(fā)散光束經(jīng)非球面光學(xué)塑料透鏡11準(zhǔn)直成平行光束，非球面光學(xué)透鏡11也是由光學(xué)塑料經(jīng)模壓而成的，它的兩面鍍以對(duì)160nm增加透過(guò)率的光學(xué)薄膜。
圖4和圖5所示分別為本實(shí)用新型所述的學(xué)光正弦型振幅光柵片的正視圖和側(cè)視圖。本實(shí)用新型所述衍射光學(xué)器件12，是由光學(xué)塑料經(jīng)模壓而成的正弦型振幅光柵片，它是激光劃線儀裝置的主要部件。LD激光模塊產(chǎn)生的一束單色的準(zhǔn)直的激光光束入射到一塊正弦振幅光柵片上，它是一種衍射光學(xué)器件，根括衍射光學(xué)原理，入射光束波面受到調(diào)制(限制波面或振幅以一定分布衰減或者以一定的空間分布使位相延遲)均會(huì)引起衍射，改變了像空間振幅或光強(qiáng)的空間分布?？梢杂脧?fù)振幅透過(guò)率t(x.y)來(lái)描述過(guò)衍射光學(xué)器件12的光學(xué)性質(zhì)，若用(x.y)表示入射在衍射光學(xué)器件上的復(fù)振幅，u′(x.y)是像空間中經(jīng)衍射光學(xué)器件1 2調(diào)制后的復(fù)振幅，則u′(x.y)＝t(x.y)u(x.y)。采用發(fā)紅光的(如中心波長(zhǎng)約為660nm)5mv或5 mv以上的LD作為光源，經(jīng)非球面光學(xué)塑料準(zhǔn)直成有隨孔徑的單色平行光束。入射到一塊正弦型振幅光柵片，在像空間觀察屏上的光強(qiáng)分布是一條明亮的直線。如圖4和5所示，該正弦振幅光柵片是光學(xué)塑料經(jīng)模壓而成，參數(shù)a、b、Φ和h分別表示為正弦型光柵的周期、振幅、以及它的直徑和厚度，在一種方案中其a、b、Φ和h值分別為1.48mm，0.46mm，8.8mm和1.50mm。
圖6所示為本實(shí)用新型所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置的驅(qū)動(dòng)電源的電路圖。LD的驅(qū)動(dòng)電源模塊是由運(yùn)放集成塊功率晶體管，電阻，電容，電位器組成的電流可調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電路，接通電路后經(jīng)功率放大晶體管驅(qū)動(dòng)LD發(fā)出激光，并由LD激光模塊中的PIN管反饋回放大電路調(diào)節(jié)RP，可調(diào)節(jié)LD的激光功率輸出大小，并穩(wěn)定在一切率值上。電路工作參數(shù)為入＝660nm.Po＝3mw Pmax＝5mw，閥值電流50mA，工作電流60mA.工作電壓3V，微分效率0.4。圖中T2驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光管LD發(fā)激光，T1，R1，R2，Rp，P1N管組成的電路控制流過(guò)LD的電流，從而穩(wěn)定LD的激光功率。P1N管和Rp回路組成負(fù)反饋，其工作原理如下，I5＝βI4，I4＝I2-(I1+I2)。當(dāng)LD發(fā)光減弱，I1隨之減小，I4增大，I5也隨之增大，從而也加大了LD的激光。
由LD激光模塊和這種光柵片組成的LD激光劃線器2安裝在一個(gè)簡(jiǎn)單的三維調(diào)節(jié)支架1上，擰緊夾緊螺栓6可以固定LD激光劃線器2，擰出調(diào)節(jié)手輪4可以方便地調(diào)節(jié)LD激光劃線器所發(fā)出的直線光束的方向和位置，這樣就構(gòu)成了一種實(shí)用的激光劃線儀裝置。這種激光劃線儀裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、牢固、低值、在工業(yè)上可廣泛地應(yīng)用于各種塊材，片材切割時(shí)的劃線，瞄準(zhǔn)定位，描繪水平線，也可用于建筑行業(yè)和家庭。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體激光劃線儀裝置，由三維調(diào)節(jié)支架(1)和安裝在該支架(1)上的半導(dǎo)體激光劃線器(2)構(gòu)成，該半導(dǎo)體激光劃線器(2)包括有殼體(7)，殼體(7)的外部表面上安裝有微動(dòng)開關(guān)(14)，其特征是在殼體(7)的內(nèi)部依次排列安裝有電池(8)，組成半導(dǎo)體激光二極管(LD)模塊的LD驅(qū)動(dòng)電源模塊9，半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光器(10)，非球面光學(xué)準(zhǔn)直透鏡(11)，和衍射光學(xué)器件(12)，在與衍射光學(xué)器件(12)相對(duì)應(yīng)的地殼體(7)的壁面上有一窗口(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置，其特征是半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光器(10)是一種半導(dǎo)體P-N結(jié)激光器件，非球面光學(xué)準(zhǔn)直透鏡(11)是由光學(xué)塑料經(jīng)模壓而成，其兩面鍍以增加透過(guò)率的光學(xué)薄膜，衍射光學(xué)器件(12)是由光學(xué)塑料經(jīng)模壓而成的正弦型振幅光柵片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置，其特征是半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光器(10)發(fā)射紅色激光，其中心波長(zhǎng)為660nm，激光器的半寬度為4-6nm，激光束水平方向發(fā)散度為40°，垂直方向的發(fā)散度為20°，正弦振幅光柵片(12)是由光學(xué)塑料經(jīng)模壓而成，其參數(shù)為周期a＝1.48mm，振幅b＝0.46mm，直徑Φ＝8.8mm，高h(yuǎn)＝1.50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求，1至3之一所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置，其特征是LD的驅(qū)動(dòng)電源模塊是由運(yùn)放集成塊功率晶體管，電阻、電容、電位器組成的電流可調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電路，接通電路后經(jīng)功率放大晶體管驅(qū)動(dòng)LD發(fā)出激光，并由LD激光模塊中的P1N管反饋回放大電路調(diào)節(jié)RP，可調(diào)節(jié)LD的激光功率輸出大小，并穩(wěn)定在一功率值上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置，其特征是電路工作參數(shù)為入＝660nm，P0＝3mv，Pmax＝5mw，閥值電流50mA，工作電流60mA，工作電壓3V。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體激光劃線儀器裝置，其特征是三維調(diào)節(jié)支架(1)包括有一底座(3)，和一其一端通過(guò)調(diào)節(jié)手輪(4)可轉(zhuǎn)動(dòng)地與底座(3)相連接的支臂(5)，在支臂(5)的另一端具有用于夾持半導(dǎo)體激光劃線器(2)的連接件夾緊螺栓(6)，支臂(5)與激光劃線器(2)之間相互位置可調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求，1至3之一或6所述半導(dǎo)體激光劃線儀裝置，其特征是在半導(dǎo)體激光劃器(2)的殼體(7)的外部表面上安裝有卡子(15)。
專利摘要一種半導(dǎo)體激光劃線儀裝置,由三維調(diào)節(jié)支架和安裝在該支架上的半導(dǎo)體激劃線器構(gòu)成,該半導(dǎo)體激光劃線器包括有殼體,在該殼體內(nèi)部依次排列安裝有電池,組成半導(dǎo)體激光二極管(LD)模塊的LD驅(qū)動(dòng)電源模塊,半導(dǎo)體激光二極管(LD)激光器,非球面光學(xué)準(zhǔn)直透鏡和衍射光學(xué)器件。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊、牢固、低值。在工業(yè)上可廣泛地應(yīng)用于各種塊材,片材切割時(shí)的劃線,瞄準(zhǔn)定位,描繪水平線,也可用于建筑行業(yè)的裝璜指示和家庭娛樂(lè)。
文檔編號(hào)B25H7/00GK2276869SQ9624924
公開日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1996年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月24日
發(fā)明者張?jiān)谛? 盧漢雄 申請(qǐng)人:張?jiān)谛?br>