一種激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光器，包括：激光輸出模塊，用于輸出激光；光纖端帽，與激光輸出模塊連接，用于接收并且輸出激光；放大聚焦模塊，與所述光纖端帽相對(duì)設(shè)置，以使從光纖端帽輸出的激光入射至所述放大聚焦模塊；倍頻晶片，設(shè)置于光纖端帽和放大聚焦模塊之間，并且位于從所述光纖端帽輸出的激光的傳輸方向上，以使部分從所述光纖端帽輸出的激光從所述倍頻晶片經(jīng)過，其中，所述倍頻晶片將部分激光轉(zhuǎn)化成可見光，所述可見光和未轉(zhuǎn)化的激光入射至放大聚焦模塊，由所述放大聚焦模塊進(jìn)行放大并且聚焦后輸出。通過上述方式，本發(fā)明能夠降低激光器的制作難度，降低帶可見光指引的激光器的成本,并且保證可見光的功率的穩(wěn)定性以及減少可見光的指引誤差。
【專利說明】
一種激光器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及激光處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]激光器輸出的激光的波段為1060?1080nm，該波段的激光通常不可見時(shí)，在控制該波段的激光對(duì)靶材進(jìn)行打標(biāo)或者切割時(shí)，很難判斷到激光器輸出的激光在靶材上的聚焦點(diǎn)的位置，從而無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確打標(biāo)或者切割。
[0003]為了方便判斷激光器輸出的激光在靶材上的聚焦點(diǎn)的位置，在現(xiàn)有技術(shù)中通常在激光器的內(nèi)部增加紅光半導(dǎo)體光源，將紅光半導(dǎo)體光源所發(fā)出的紅光耦合到激光器的光路中，通過激光器的準(zhǔn)直輸出端輸出，如圖1所示。由于紅光是可見光，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)激光的指引作用，但是本申請(qǐng)的發(fā)明人在長(zhǎng)期的研究中發(fā)現(xiàn)，將紅光耦合到激光器的光路耦合至激光器的光路中至少存在如下缺陷:
[0004]1、紅光耦合進(jìn)激光器的光路中至少需要在激光器的合束器上增加一個(gè)紅光的耦合點(diǎn)，則合束器制作時(shí)就要多增加一個(gè)紅光耦合的耦合臂，使得合束器的耦合臂由原來N*1的結(jié)構(gòu)變成(N+1 )*1，而且激光器的栗浦光和紅光的耦合效率都要兼顧，加大合束器的制作難度和成本。
[0005]2、紅光的功率普遍不高，并且紅光在透過激光器的摻鐿光纖時(shí)，會(huì)受摻鐿光纖吸收，紅光的功率會(huì)嚴(yán)重衰退，從而輸出的紅光亮度不夠，指引性差。
[0006]3、紅光相對(duì)于激光器的光路的光纖為截至光波，其傳輸為高階模式，紅光經(jīng)過合束器后，大部分能量會(huì)集中在光纖包層，傳輸損耗大而且出光發(fā)散，指引強(qiáng)度弱而且指引位置偏差大。
[0007]4、紅光耦合到激光器的光路后容易受到高功率激光的影響，需要增加紅光保護(hù)器，增加成本，另外輸出紅光的紅光半導(dǎo)體激光器也容易受溫度變化影響，工作不穩(wěn)定。
[0008]5、紅光半導(dǎo)體激光器需要額外的電路驅(qū)動(dòng)，成本增加。
[0009]因此，需要迫切出現(xiàn)一種新型的具有可見光指引的激光器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種激光器，能夠降低激光器的制作難度，降低帶可見光指引的激光器的成本，并且保證可見光的功率的穩(wěn)定性以及減少可見光的指引誤差。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種激光器，包括:激光輸出模塊，用于輸出激光;光纖端帽，與所述激光輸出模塊連接，用于接收并且輸出所述激光;放大聚焦模塊，與所述光纖端帽相對(duì)設(shè)置，以使從所述光纖端帽輸出的激光入射至所述放大聚焦模塊;倍頻晶片，設(shè)置于所述光纖端帽和放大聚焦模塊之間，并且位于從所述光纖端帽輸出的激光的傳輸方向上，以使從所述光纖端帽輸出的激光從所述倍頻晶片經(jīng)過，其中，所述倍頻晶片將部分激光轉(zhuǎn)化成可見光，所述可見光和未轉(zhuǎn)化的激光入射至放大聚焦模塊，由所述放大聚焦模塊進(jìn)行放大并且聚焦后輸出。
[0012]其中，所述激光器包括移動(dòng)裝置;所述倍頻晶片固定于所述移動(dòng)裝置上，所述移動(dòng)裝置用于移動(dòng)所述倍頻晶片；當(dāng)需要所述激光器輸出可見光時(shí)，控制所述移動(dòng)裝置移動(dòng)所述倍頻晶片，直至所述倍頻晶片移動(dòng)至從所述光纖端帽輸出的激光的傳輸光路上，以使至少部分所述光纖端帽輸出的激光從所述倍頻晶片經(jīng)過。
[0013]其中，所述移動(dòng)裝置包括馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)齒輪、第一從動(dòng)齒輪、從動(dòng)滑塊、轉(zhuǎn)動(dòng)桿和軸承;所述軸承固定于所述殼體，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端固定于軸承內(nèi)，并且轉(zhuǎn)動(dòng)桿的另一端設(shè)置有第二從動(dòng)齒輪，所述馬達(dá)固定于所述殼體內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)齒輪固定于所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；所述倍頻晶片固定于所述從動(dòng)滑塊的上表面，所述第一從動(dòng)齒輪固定于所述從動(dòng)滑塊的下表面，所述第一從動(dòng)齒輪和第二從動(dòng)齒輪均與所述驅(qū)動(dòng)齒輪齒合，并且所述第二從動(dòng)齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪夾持第一從動(dòng)齒輪。
[0014]其中，所述移動(dòng)裝置為電磁繼電器，所述電磁繼電器與倍頻晶片連接，用于移動(dòng)所述倍頻晶片。
[0015]其中，所述激光器還包括內(nèi)殼體;所述內(nèi)殼體設(shè)置有輸入開口和輸出開口，所述光纖端帽固定于所述輸入開口處，所述放大聚焦模塊固定于所述輸出開口處，所述移動(dòng)裝置和倍頻晶片設(shè)置于所述殼體內(nèi)。
[0016]其中，所述倍頻晶片為磷酸鈦氧鉀;所述可見光為綠光。
[0017]其中，所述激光輸出模塊包括栗浦源、第一光柵、摻鐿光纖、第二光柵、第一連接光纖、第二連接光纖和第三連接光纖;所述栗浦源通過第一連接光纖與所述第一光柵連接，所述第一光柵通過第二連接光纖與所述摻鐿光纖連接，所述摻鐿光纖通過第三連接光纖與第二光柵連接;所述激光器還包括第四連接光纖;所述第二光柵通過第四連接光纖與所述光纖端帽連接。
[0018]其中，所述激光輸出模塊還包括合束器;所述栗浦源的數(shù)量為多個(gè)，所述多個(gè)栗浦源與合束器連接，所述合束器通過所述第一連接光纖與所述第一光柵連接。
[0019]其中，所述光纖端帽連接與第四連接光纖連接的連接方式為光纖熔接。
[0020]其中，所述第一連接光纖至第四連接光纖均為無源光纖。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明在光纖端帽和放大聚焦模塊之間設(shè)置倍頻晶片，激光輸出模塊輸出的激光，在經(jīng)過光纖端帽后至少部分從倍頻晶片經(jīng)過，從倍頻晶片經(jīng)過的激光轉(zhuǎn)化成可見光，可見光經(jīng)過放大聚焦模塊輸出，而激光輸出模塊輸出的激光也是通過放大聚焦模塊輸出，因此，可見光在靶材上的聚焦點(diǎn)即為激光在靶材上的聚焦點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的指引作用，通過倍頻晶片將至少部分激光轉(zhuǎn)化可見光，無需要激光器中耦合可見光的光路，節(jié)省生成可見光的光路，從而降低帶可見光指引的激光器的成本，以及制作難度；另外，通過倍頻晶片無需經(jīng)過激光輸出模塊的鏡光纖，不受摻鐿光纖吸引或者光子暗化的影響，保證可見光的功率的穩(wěn)定性，從而保證可見光的亮度和指引性。
【附圖說明】
[0022]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的激光器的示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明激光器第一實(shí)施方式的示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明激光器第二實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]請(qǐng)參閱圖2，激光器30包括激光輸出模塊31、光纖端帽32、放大聚焦模塊33和倍頻晶片34。
[0027]激光輸出模塊31，用于輸出激光。光纖端帽32，與激光輸出模塊31連接，用于接收并輸出激光輸出模塊31輸出的激光。放大聚焦模塊33，與光纖端帽32相對(duì)設(shè)置，以使從光纖端帽32輸出的激光入射至放大聚焦模塊33。倍頻晶片34，設(shè)置于光纖端帽32和放大聚焦模塊33之間，并且位于從光纖端帽32輸出的激光的傳輸方向上，以使至少部分光纖端帽32輸出的激光從倍頻晶片34經(jīng)過，其中，倍頻晶片34將從其經(jīng)過的部分激光轉(zhuǎn)化成可見光，可見光和未轉(zhuǎn)化的激光入射至放大聚焦模塊33，由放大聚焦模塊33進(jìn)行放大并且聚焦后輸出。由于激光和可見光均是通過放大聚焦模塊33輸出的，可見光在靶材上的聚焦點(diǎn)即為激光在靶材上的聚焦點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的指引作用。而通過倍頻晶片34將部分激光轉(zhuǎn)化可見光，無需要在激光器中耦合可見光的光路，節(jié)省生成可見光的光路，從而降低帶可見光指引的激光器的成本，降低激光器的制作難度，提高激光器的制作效率；另外，可見光不經(jīng)過激光輸出模塊31中的摻鐿光纖，不受激光輸出模塊31中的摻鐿光纖吸收或者光子暗化的影響，使得可見光的功率保持穩(wěn)定，并且保證可見光的亮度和指引性;再者，相比于在激光輸出模塊31上耦合可見光的方式，本發(fā)明的可見光在放大聚焦模塊33上進(jìn)行耦合，其在激光器中的傳輸距離比較短，指引誤差小。在本實(shí)施方式中，光纖端帽優(yōu)選為QBH接頭;激光器為準(zhǔn)直輸出型激光器。
[0028]為了方便控制激光器是否輸出可見光，激光器30包括移動(dòng)裝置35。倍頻晶片34固定于移動(dòng)裝置35上，移動(dòng)裝置35用于移動(dòng)倍頻晶片34。當(dāng)需要激光器輸出可見光時(shí)，控制移動(dòng)裝置35移動(dòng)倍頻晶片34，直至倍頻晶片34移動(dòng)至從光纖端帽32輸出的激光的傳輸光路上，以使至少部分從光纖端帽32輸出的激光從倍頻晶片34經(jīng)過，從倍頻晶片34經(jīng)過的激光轉(zhuǎn)化成可見光，可見光入射至放大聚焦模塊33，并且經(jīng)過放大聚焦模塊33放大聚焦后輸出。當(dāng)不需要激光器輸出可見光時(shí)，控制移動(dòng)裝置35移動(dòng)倍頻晶片34，直至倍頻晶片34離開經(jīng)過從光纖端帽32輸出的激光的傳輸光路，以使所有從光纖端帽32輸出的激光均不從倍頻晶片34經(jīng)過。當(dāng)然，也可以移動(dòng)倍頻晶片34，直至倍頻晶片34覆蓋激光的傳輸光路，則從光纖端帽32輸出的激光均從倍頻晶片34經(jīng)過，從光纖端帽32輸出的激光均轉(zhuǎn)化成可見光。
[0029]需要說明的是:倍頻晶片34具有將激光轉(zhuǎn)化成可見光的功能，但是倍頻晶片34不會(huì)改變光的傳輸方向，在本實(shí)施方式中，倍頻晶片34優(yōu)選為磷酸鈦氧鉀，而可見光優(yōu)選為綠光，其中，磷酸鈦氧鉀具有高的非線性系數(shù)、寬透過范圍、大的接收角及熱穩(wěn)定，是一種性能優(yōu)異的非線性光學(xué)晶體，更是綠光倍頻的理想材料，另外，激光器30的波長(zhǎng)通常為1060?1080nm，輸出功率為20?1000W，而綠光功率只需要達(dá)到ImW即可滿足視覺要求，所以對(duì)倍頻晶片34的倍頻轉(zhuǎn)化效率的要求非常低，假設(shè)激光器30使用1W功率作為啟動(dòng)功率，則倍頻晶片34轉(zhuǎn)換效率達(dá)到萬分之一就可以達(dá)到視覺要求，而且對(duì)綠光功率的波動(dòng)性基本沒有要求，即使波動(dòng)性在50%以內(nèi)也不影響使用；另外，綠光由激光倍頻轉(zhuǎn)化得到，其指引亮度非常高，最高可以達(dá)到到原來紅光指引亮度1到I萬倍。
[0030]具體的，移動(dòng)裝置35可以包括馬達(dá)(圖未示)、驅(qū)動(dòng)齒輪(圖未示)、第一從動(dòng)齒輪(圖未示)、從動(dòng)滑塊(圖未示)、轉(zhuǎn)動(dòng)桿(圖未示)和軸承(圖未示)。軸承固定于殼體，轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端固定于軸承內(nèi)，以使轉(zhuǎn)動(dòng)桿可轉(zhuǎn)動(dòng)的，轉(zhuǎn)動(dòng)桿的另一端設(shè)置有第二從動(dòng)齒輪，馬達(dá)固定于殼體內(nèi)，驅(qū)動(dòng)齒輪固定于馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。倍頻晶片34固定于從動(dòng)滑塊的上表面，第一從動(dòng)齒輪固定于從動(dòng)滑塊的下表面，第一從動(dòng)齒輪和第二從動(dòng)齒輪均與驅(qū)動(dòng)齒輪齒合，并且第二從動(dòng)齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪夾持第一從動(dòng)齒輪。通過控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)可見光倍頻器。當(dāng)然，移動(dòng)裝置35的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)，例如:移動(dòng)裝置35為油缸，倍頻晶片34固定于油缸的活塞桿上，通過控制活塞桿伸縮，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)倍頻晶片34，或者，移動(dòng)裝置35為電動(dòng)車，倍頻晶片34固定與電動(dòng)車上，通過控制電動(dòng)車的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)倍頻晶片34等等。或者，移動(dòng)裝置為電磁繼電器，電磁繼電器開關(guān)與倍頻晶片34連接，用于移動(dòng)?音頻晶片34等等。
[0031]為了更好地保護(hù)光纖端帽32、倍頻晶片34和放大聚焦模塊33，激光器30還包括內(nèi)殼體36。內(nèi)殼體36設(shè)置有輸入開口 361和輸出開口 362，其中，輸入開口 361和輸出開口 362是相對(duì)設(shè)置的，光纖端帽固定于輸入開口 361處，放大聚焦模塊33固定于輸出開口362處，移動(dòng)裝置35和倍頻晶片34設(shè)置于內(nèi)殼體36內(nèi)。
[0032]請(qǐng)參閱圖3，激光輸出模塊3131包括栗浦源311、第一光柵312、摻鐿光纖313、第二光柵314、第一連接光纖315、第二連接光纖316和第三連接光纖317。栗浦源311通過第一連接光纖與第一光柵312連接，第一光柵312通過第二連接光纖316與摻鐿光纖313連接，摻鐿光纖313通過第三連接光纖317與第二光柵314連接。激光器30還包括第四連接光纖37。第二光柵314通過第四連接光纖37與光纖端帽32連接。在本實(shí)施方式中，光纖端帽32與第四連接光纖37連接的連接方式為光纖熔接，使得光纖端帽32的接入非常方便;另外，第一連接光纖315至第四連接光纖37均優(yōu)選為無源光纖。
[0033]進(jìn)一步，栗浦源311的數(shù)量可以為多個(gè)，則激光輸出模塊3131還包括合束器318，多個(gè)栗浦源311與合束器318連接，合束器318通過第一連接光纖315與第一光柵312連接，多通過多個(gè)栗浦源311輸出栗浦光，有利于提高激光器30輸出的激光的功率。
[0034]在本發(fā)明實(shí)施方式中，在光纖端帽32和放大聚焦模塊之間設(shè)置倍頻晶片34，激光輸出模塊31輸出的激光，在經(jīng)過光纖端帽32后至少部分從倍頻晶片34經(jīng)過，從倍頻晶片34經(jīng)過的激光轉(zhuǎn)化成可見光，可見光經(jīng)過放大聚焦模塊輸出，而激光輸出模塊31輸出的激光也是通過放大聚焦模塊輸出，因此，可見光在靶材上的聚焦點(diǎn)即為激光在靶材上的聚焦點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的指引作用，通過倍頻晶片34將至少部分激光轉(zhuǎn)化可見光，無需要激光器中耦合可見光的光路，節(jié)省生成可見光的光路，從而降低帶可見光指引的激光器的成本，以及制作難度;另外，通過倍頻晶片34無需經(jīng)過激光輸出模塊31的鏡光纖，不受摻鐿光纖吸引或者光子暗化的影響，保證可見光的功率的穩(wěn)定性，從而保證可見光的亮度和指引性。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光器，其特征在于，包括: 激光輸出模塊，用于輸出激光； 光纖端帽，與所述激光輸出模塊連接，用于接收并且輸出所述激光； 放大聚焦模塊，與所述光纖端帽相對(duì)設(shè)置，以使從所述光纖端帽輸出的激光入射至所述放大聚焦模塊； 倍頻晶片，設(shè)置于所述光纖端帽和放大聚焦模塊之間，并且位于從所述光纖端帽輸出的激光的傳輸方向上，以使從所述光纖端帽輸出的激光從所述倍頻晶片經(jīng)過，其中，所述倍頻晶片將部分所述激光轉(zhuǎn)化成可見光，所述可見光和未轉(zhuǎn)化的所述激光入射至放大聚焦模塊，由所述放大聚焦模塊進(jìn)行放大并且聚焦后輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于， 所述激光器包括移動(dòng)裝置； 所述倍頻晶片固定于所述移動(dòng)裝置上，所述移動(dòng)裝置用于移動(dòng)所述倍頻晶片； 當(dāng)需要所述激光器輸出可見光時(shí)，控制所述移動(dòng)裝置移動(dòng)所述倍頻晶片，直至所述倍頻晶片移動(dòng)至從所述光纖端帽輸出的激光的傳輸光路上，以使至少部分所述光纖端帽輸出的激光從所述倍頻晶片經(jīng)過。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器，其特征在于， 所述移動(dòng)裝置包括馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)齒輪、第一從動(dòng)齒輪、從動(dòng)滑塊、轉(zhuǎn)動(dòng)桿和軸承； 所述軸承固定于所述殼體，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端固定于軸承內(nèi)，并且轉(zhuǎn)動(dòng)桿的另一端設(shè)置有第二從動(dòng)齒輪，所述馬達(dá)固定于所述殼體內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)齒輪固定于所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上； 所述倍頻晶片固定于所述從動(dòng)滑塊的上表面，所述第一從動(dòng)齒輪固定于所述從動(dòng)滑塊的下表面，所述第一從動(dòng)齒輪和第二從動(dòng)齒輪均與所述驅(qū)動(dòng)齒輪齒合，并且所述第二從動(dòng)齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪夾持第一從動(dòng)齒輪。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器，其特征在于， 所述移動(dòng)裝置為電磁繼電器，所述電磁繼電器與倍頻晶片連接，用于移動(dòng)所述倍頻晶片。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器，其特征在于， 所述激光器還包括內(nèi)殼體； 所述內(nèi)殼體設(shè)置有輸入開口和輸出開口，所述光纖端帽固定于所述輸入開口處，所述放大聚焦模塊固定于所述輸出開口處，所述移動(dòng)裝置和倍頻晶片設(shè)置于所述殼體內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項(xiàng)所述的激光器，其特征在于， 所述倍頻晶片為磷酸鈦氧鉀； 所述可見光為綠光。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于， 所述激光輸出模塊包括栗浦源、第一光柵、摻鐿光纖、第二光柵、第一連接光纖、第二連接光纖和第三連接光纖； 所述栗浦源通過第一連接光纖與所述第一光柵連接，所述第一光柵通過第二連接光纖與所述摻鐿光纖連接，所述摻鐿光纖通過第三連接光纖與第二光柵連接； 所述激光器還包括第四連接光纖； 所述第二光柵通過第四連接光纖與所述光纖端帽連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光器，其特征在于， 所述激光輸出模塊還包括合束器； 所述栗浦源的數(shù)量為多個(gè)，所述多個(gè)栗浦源與合束器連接，所述合束器通過所述第一連接光纖與所述第一光柵連接。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光器，其特征在于， 所述光纖端帽與第四連接光纖連接的連接方式為光纖熔接。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光器，其特征在于， 所述第一連接光纖至第四連接光纖均為無源光纖。
【文檔編號(hào)】H01S3/10GK105826808SQ201610368497
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】李剛, 鐘春明, 蔣峰
【申請(qǐng)人】深圳市創(chuàng)鑫激光股份有限公司