一种光纤扫描器散热结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光纤扫描器散热结构，其包括：压电元件，在交变电压的驱动下其自由端做一维振动或二维振动；光纤，固定于压电元件的自由端，用于导光并从端面射出扫描光束；导热固定基座，所述压电元件的固定端固定安装于该导热固定基座上；外壳，所述导热固定基座固定安装于外壳内；导热件，其一端连接导热固定基座，其另一端连接外壳。本实用新型专利技术的有益效果为：压电元件产生的热量经导热固定基座和导热件传导至外壳，通过外壳将热量尽快散发到外界，因此可以将扫描器工作产生的热量带走，降低热量对扫描器工作的影响。

A cooling structure for optical fiber scanner

The utility model discloses a heat dissipation structure of an optical fiber scanner, which comprises a piezoelectric element with one-dimensional vibration or two-dimensional vibration at its free end driven by an alternating voltage, an optical fiber fixed at the free end of the piezoelectric element for guiding light and emitting scanning beams from the end face, a heat conducting fixed base, and a fixed piezoelectric element. The heat conduction fixed base is fixed on the heat conduction fixed base; the heat conduction fixed base is fixed on the shell; the heat conduction fixed base is fixed on the shell; the heat conduction part is connected with the heat conduction fixed base at one end and the shell at the other end. The utility model has the beneficial effect that the heat generated by the piezoelectric element is transmitted to the outer shell through the heat conducting fixed base and the heat conducting part, and the heat is emitted to the outside as soon as possible through the outer shell, so the heat generated by the work of the scanner can be taken away, and the influence of the heat on the work of the scanner can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤扫描器散热结构
本技术涉及光纤扫描装置结构
，尤其涉及一种光纤扫描器散热结构。
技术介绍
现有光纤扫描器，其通过使用压电元件而使光纤以高速振动并射出照明光，从而在被检体上扫描照明光。现有的压电元件或为管状的压电元件(PZT管)、或为四片压电陶瓷。对于PZT管，是在该PZT管的表面上以相同间隔排列在周向上的4个电极、以及被插入到PZT管内的光纤，并通过连结部件而将光纤的末端部固定在PZT管上。如果PZT管发生弯曲变形，则经由连结部件对光纤作用垂直方向上的力，并通过该力而使光纤产生弯曲振动。并且，通过考虑振幅和相位对在光纤上正交的2个方向上所产生的弯曲振动进行合成，从而使光纤的末端产生螺旋状振动而可以二维扫描照明光。现有的压电元件也可为四片压电陶瓷，四片压电陶瓷包裹一段未端去掉涂覆层光纤，将四片压电陶瓷块的两头粘在光纤周围并预留出一段裸光纤，四片陶瓷片形成一个四方腔体，在四片陶瓷片的外壁各自用锡焊接出导线，腔体上四片陶瓷片的内壁用导电胶导通并引出一根导线，水平方向两块相对的陶瓷片的导线相连，竖直方向两块相对的陶瓷片的导线相连。扫描器水平方向两块相对的陶瓷片极化方向一致，扫描器竖直方向两块相对的陶瓷片极化方向一致。由于相对的陶瓷片极化方向一致，因此两者外壁加上同样电压的时候，产生电场方向相反。即，当相对的两片陶瓷片中一片的极化方向与电场方向一致时，另一片的极化方向与电场方向相反。由此实现了相对的两片陶瓷一片伸长一片缩短。该系统只需要一个驱动水平方向振动的信号源和一个驱动竖直方向振动的信号源总共两路信号即可实现二维扫描驱动。上述由压电部件驱动产生振动的过程中压变元件及产生振动的形变部件均会产生热量，若热量不能很好的散出，则会影响各元件的性能，进而会影响扫描器的工作性能。
技术实现思路
本技术实施例提供一种光纤扫描器散热结构，用以将压电元件振动产生的热量尽快散发，降低高温对扫描器工作性能的影响。为了实现上述技术目的，本技术提供了一种光纤扫描器散热结构，其包括：压电元件，具有固定端和自由端，在交变电压的驱动下其自由端做一维振动或二维振动；光纤，固定于压电元件的自由端，用于导光并从端面射出扫描光束，光纤的扫描光束射出端超出压电元件自由端并成为悬臂部；导热固定基座，所述压电元件的固定端固定安装于该导热固定基座上；外壳，所述导热固定基座固定安装于外壳内；导热件，其一端连接导热固定基座，其另一端连接外壳。压电元件产生的热量经导热固定基座和导热件传导至外壳，通过外壳将热量尽快散发到外界，因此可以将扫描器工作产生的热量带走，降低对扫描器工作的影响。所述的导热固定基座、导热件和导热外壳的材质均为高导热材质。所述的高导热材质为导热系数不低于1W/(m·K)的材料。进一步优选的，所述的高导热材质可以为石墨、铜、铝、金、银或其他金属。所述的导热件与导热固定基座及外壳之间的连接可以为固定连接、一体成型、紧密贴合等任何可以进行热传导的连接结构。所述的导热件可以为片型、块型、杆型、柱形等任何可以传导热量的形状，例如其可以为铝片、铜柱、铝块等。所述的光纤扫描光束射出端的轴向垂直于压电元件自由端的振动方向。优选的，所述的光纤具有固定部和位于固定部末端的悬臂部，固定部与压电元件自由端固定连接，悬臂部超出压电元件的自由端。所述的压电元件可为压电陶瓷管，光纤末端通过连接件固定于压电陶瓷管的自由端。压电陶瓷管的表面上沿周向均匀布设有4个电极，压电陶瓷管的自由端在交变电压的驱动下做二维振动，从而带动光纤末端二维振动，实现二维扫描。压电陶瓷管振动产生的热量可以经导热固定基座和导热件传导至外壳。但上述结构的扫描装置在压电陶瓷发生弯曲变形时，需要通过连接部件向光纤传递压电陶瓷发生弯曲变形的力，使得压电陶瓷的振动形成的扫描位移不能完全有效地传递给光纤，形成一定损耗，从而降低了光纤的振动幅度，增加了压电扫描器的功耗。为了解决上述问题，本技术进一步提供了如下结构的扫描装置。所述的压电元件为固定连接的第一双压电晶片和第二双压电晶片，第一双压电晶片和第二双压电晶片均具有固定端和自由端，第一双压电晶片的固定端固定安装于导热固定基座上，第二双压电晶片的固定端与第一双压电晶片的自由端固定连接。第一双压电晶片在压变电压的驱动下其自由端沿第一轴振动，第二双压电晶片在压变电压的驱动下其自由端沿第二轴振动，光纤自由端固定于第二双压电晶片的自由端。从而第一双压电晶片自由端带动第二双压电晶片及光纤沿第一轴振动，同时，第二双压电晶片自由端带动光纤沿第二轴振动，最终光纤同时沿第一轴振动和沿第二轴振动，当第一轴与第二轴不平行时，光纤实现二维扫描，优选的，所述的第一轴垂直于第二轴。光纤固定设置于第二双压电晶片上，避免了使用连接部件，由于没有连接部件引起的力的损耗，第一双压电晶片和第二双压电晶片的驱动力可以不产生衰减而有效传递给光纤，从而增大光纤的振动幅度。进一步的，为了方便第一双压电晶片与第二双压电晶片的安装连接，所述的第一双压电晶片与第二双压电晶片通过连接座固定连接，连接座上设置有第一槽体和第二槽体，第一双压电晶片的自由端固定安装于第一槽体内，第二双压电晶片的固定端固定安装于第二槽体内。第一双压电晶片和第二双压电晶片可通过安装于第一槽体或第二槽体上的压紧螺栓进行压紧固定，以进一步方便拆装。进一步的，所述的外壳内还设置有位于光纤光束射出方向正前部的光学放大系统，其用于会聚所述光纤射出的光，外壳上设置有与光学放大系统同轴设置的透明窗口。优选的，所述的光学放大系统通过固定底座安装于外壳内。可选的，所述的光学放大系统为投影物镜，如会聚透镜。优选的，透明窗口内安装有透明封板。另外，光纤扫描器在工作过程中，需要保证在低空气扰动和空气杂质的环境中工作，以保证稳定性，因此有必要对光纤扫描器进行密闭封装。因而，本技术进一步给出了一种光纤扫描器的密封结构。所述的密封结构设置于所述的外壳上。具体来说，所述的外壳包括上开口的下壳体和封盖下壳体上开口的盖体，所述的下壳体的上端面设置有第一止口部，盖体的下端面设置有与所述第一止口部相配合的第二止口部，盖体安装于下壳体上，第一止口部与第二止口部相配合构成完整止口配合部，盖体与下壳体之间设置有焊接密封结构和/或密封圈密封结构。所述的焊接密封结构为盖体与下壳体的接触面通过焊接密封连接，从而实现对盖体与下壳体之间间隙的密封。优选的，所述的焊接密封结构可以为通过超声焊接得到的超声焊接密封结构。所述的密封圈密封结构为盖体与下壳体之间设置有一道或多道密封盖体与下壳体之间间隙的密封圈。可选的，所述的第一止口部为凸止口，所述的第二止口部为凹止口；或，所述的第一止口部为凹止口，所述的第二止口部为凸止口。优选的，所述的第一止口部为环绕上下壳体上端面一周的凹槽或凸棱，对应的，所述的第二止口部为与第一止口部相配合的环绕盖体下端面一周的凸棱或凹槽。更为优选的，所述的第一止口部为两道或多道环绕上外壳上端面一周的凹槽或凸棱，对应的，所述的第二止口部为两道或多道与第一止口部相配合的环绕盖体下端面一周的凸棱或凹槽，从而构成双止口密封结构或多止口密封结构，密封效果更佳。所述的密封圈可设置于上述凹槽的底部。进一步的，所述的透明窗口由设置于盖体上的第一窗口分部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，包括：压电元件(1)，具有固定端和自由端，在交变电压的驱动下其自由端做一维振动或二维振动；光纤(5)，固定于压电元件(1)的自由端，用于导光并从端面射出扫描光束，光纤(5)的扫描光束射出端超出压电元件(1)自由端并成为悬臂部；导热固定基座(2)，所述压电元件(1)的固定端固定安装于该导热固定基座(2)上；外壳(3)，所述导热固定基座(2)固定安装于外壳(3)内；导热件(4)，其一端连接导热固定基座(2)，其另一端连接外壳(3)；压电元件(1)产生的热量经导热固定基座(2)和导热件(4)传导至外壳(3)，外壳(3)将热量散发到外界。

【技术特征摘要】
1.一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，包括：压电元件(1)，具有固定端和自由端，在交变电压的驱动下其自由端做一维振动或二维振动；光纤(5)，固定于压电元件(1)的自由端，用于导光并从端面射出扫描光束，光纤(5)的扫描光束射出端超出压电元件(1)自由端并成为悬臂部；导热固定基座(2)，所述压电元件(1)的固定端固定安装于该导热固定基座(2)上；外壳(3)，所述导热固定基座(2)固定安装于外壳(3)内；导热件(4)，其一端连接导热固定基座(2)，其另一端连接外壳(3)；压电元件(1)产生的热量经导热固定基座(2)和导热件(4)传导至外壳(3)，外壳(3)将热量散发到外界。2.如权利要求1所述的一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，所述的导热固定基座(2)、导热件(4)和导热外壳(3)的材质均为高导热材质。3.如权利要求1或2所述的一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，所述的压电元件(1)为压电陶瓷管(110)，光纤(5)通过连接件固定于压电陶瓷管(110)的自由端。4.如权利要求1或2所述的一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，所述的压电元件(1)为固定连接的第一双压电晶片(121)和第二双压电晶片(122)，第一双压电晶片(121)和第二双压电晶片(122)均具有固定端和自由端，第一双压电晶片(121)的固定端固定安装于导热固定基座(2)上，第二双压电晶片(122)的固定端与第一双压电晶片(121)的自由端固定连接，第一双压电晶片(121)在压变电压的驱动下其自由端沿第一轴振动，第二双压电晶片(122)在压变电压的驱动下其自由端沿第二轴振动，光纤(5)固定于第二双压电晶片(122)的自由端。5.如权利要求4所述的一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，所述的第一双压电晶片(121)与第二双压电晶片(122)通过连接座(123)固定连接，连接座(123)上设置有第一槽体和第二槽体，第一双压电晶片(121)的自由端固定安装于第一槽体内，第二双压电晶片(122)的固定端固定安装于第二槽体内。6.如权利要求1、2和5中任意一项所述的一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，所述的外壳(3)内还设置有用于会聚所述光纤(5)射出的光的光学放大系统(6)，外壳(3)上设置有与光学放大系统(6)同轴设置的透明窗口(7)。7.如权利要求3所述的一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，所述的外壳(3)内还设置有用于会聚所述光纤(5)射出的光的光学放大系统(6)，外壳(3)上设置有与光学放大系统(6)同轴设置的透明窗口(7)。8.如权利要求4所述的一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，所述的外壳(3)内还设置有用于会聚所述光纤(5)射出的光的光学放大系统(6)，外壳(3)上设置有与光学放大系统(6)同轴设置的透明窗口(7)。9.如权利要求1、2、5、7和8中任意一项所述的一种光纤扫描器散热结构，其特征在于，所述的外壳(3)包括上开口的下壳体(301)和封盖下壳体(301)上开口的盖体(302)，所述的下壳体(301)的上端面设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：周旭东，宋海涛，王凌空，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51