一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置制造方法及图纸

一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，涉及大功率激光加工领域，包括外壳；安装在外壳侧面的机盖；固定在外壳内部的光学平台；依次安装在光学平台上的衰减片组件、两个楔镜夹及水冷吸光组件和QBH激光器；QBH激光器发射的激光沿输入激光光轴方向入射至第二楔镜夹及水冷吸光组件中，回返光偏离输入激光光轴方向反射至第一楔镜夹及水冷吸光组件中，反射光沿着输出激光光轴方向反射至衰减片组件中，输出激光光轴方向与输入激光光轴方向平行。本实用新型专利技术能将大功率激光衰减至毫瓦量级，实现对千瓦级到万瓦级大功率激光的衰减和测量，操作安全系数高；采用水冷散热方式实现散热，无热积累，满足长时间测量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置
本技术涉及大功率激光加工
，具体涉及一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置。
技术介绍
高功率激光器在出厂前都会对激光的各种光学指标进行测量，尤其是切割、焊接、熔覆、打标、打孔等高功率激光器，会测量发散角、光斑直径、光斑圆度、偏振比、束参积、M2等光学参数。但高功率激光器输出功率在几千瓦到上万瓦不等，直接测量难度非常大，且非常不安全，若操作不当就会造成激光永久性损伤。目前，一般采用以下两种方法来实现对大功率激光光束质量的测量，一是设置多组衰减片。在激光输出中线轴线上加多组衰减片，每个衰减片逐步衰减，最后达到衰减效果，将功率衰减到毫瓦量级以后再通过CCD或者直接测量方式进行测量，其缺点是只能在千瓦量级以下使用，千瓦量级以上使用时会出现回返光烧坏芯片现象，且千瓦量级以上的激光，衰减片损伤阈值很难达到，很容易出现衰减片因温度过高而损坏的情况，导致衰减失败。二是设置光阑。加入条形光阑或圆形光阑，光阑绕着激光轴线作快速圆周运动，其转动频率要大于CCD等光敏元件响应频率，通过光阑挡掉绝大部分光，然后再进行测量，其缺点是光阑之所以能够绕着光轴作圆周运动，主要是靠电机完成的，在大功率激光面前，光阑会吸收很多热量，从而传导到电机内部，导致电机温度过高而出现停机保护或直接损伤电机，所以，这种方法只能实现短时间测量，而不能进行长时间测量。
技术实现思路
本技术提供一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，以解决现有技术存在的问题。本技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：本技术的一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，包括：外壳；安装在外壳侧面的机盖；固定在外壳内部的光学平台；依次安装在光学平台上的衰减片组件、第二楔镜夹及水冷吸光组件、第一楔镜夹及水冷吸光组件和QBH激光器；所述衰减片组件与第一楔镜夹及水冷吸光组件同轴线安装，所述QBH激光器与第二楔镜夹及水冷吸光组件同轴线安装，所述衰减片组件与QBH激光器不在同一个轴线上，所述第一楔镜夹及水冷吸光组件与第二楔镜夹及水冷吸光组件相对安装；所述QBH激光器发射的激光沿输入激光光轴方向入射至第二楔镜夹及水冷吸光组件中，回返光偏离输入激光光轴方向反射至第一楔镜夹及水冷吸光组件中，反射光沿着输出激光光轴方向反射至衰减片组件中，所述输出激光光轴方向与输入激光光轴方向平行。进一步的，所述衰减片组件包括：与光学平台相连的衰减片基座，与衰减片基座上端通过定位销相连的第一衰减片、第二衰减片、第三衰减片；所述第一衰减片、第二衰减片、第三衰减片均能够沿定位销轴线转动。进一步的，所述第一衰减片为ND0.5，所述第二衰减片为ND1.0，所述第三衰减片为ND2.0，所述定位销采用φ5定位销。进一步的，所述第二楔镜夹及水冷吸光组件与第一楔镜夹及水冷吸光组件结构相同。进一步的，所述第一楔镜夹及水冷吸光组件包括：与光学平台相连的第一光学支架、与第一光学支架上端相连的第一楔镜固定及激光水冷吸收机构、与第一楔镜固定及激光水冷吸收机构螺纹连接的两个第一G1/4快拧、安装在第一楔镜固定及激光水冷吸收机构最前端的第一光学楔镜，所述第一光学楔镜的斜面朝外；所述第二楔镜夹及水冷吸光组件包括：与光学平台相连的第二光学支架、与第二光学支架上端相连的第二楔镜固定及激光水冷吸收机构、与第二楔镜固定及激光水冷吸收机构螺纹连接的两个第二G1/4快拧、安装在第二楔镜固定及激光水冷吸收机构最前端的第二光学楔镜，所述第二光学楔镜的斜面朝外；所述第一光学楔镜与第二光学楔镜相对安装；激光沿输入激光光轴方向以楔角入射至第二光学楔镜斜面，回返光偏离输入激光光轴方向两倍楔角反射至第一光学楔镜斜面，回返光到达第一光学楔镜后偏离输入激光光轴方向两倍楔角反射至后续光路中的衰减片组件中，此时，输入激光与反射光平行。进一步的，所述第二楔镜固定及激光水冷吸收机构与第一楔镜固定及激光水冷吸收机构结构相同；所述第一楔镜固定及激光水冷吸收机构前端内部安装有积分球和水冷装置，所述积分球位于第一光学楔镜后面且靠近第一光学楔镜，所述水冷装置位于积分球后面。进一步的，所述第二光学楔镜与第一光学楔镜结构相同。进一步的，所述第一光学楔镜各项参数为：φ＝25mm，楔角＝11.22°，最小厚度为3mm，双面镀800～1200nm增透膜，99％≥透过率T≥97％@±30°。进一步的，所述QBH激光器包括：与光学平台相连的三维调整夹、与三维调整夹上端相连的QBH头夹具、与QBH头夹具相连的QBH头锁紧夹具5.3、固定在QBH头锁紧夹具中的QBH激光准直器。进一步的，所述QBH头锁紧夹具采用硬塑材质制成，中间为U形，U形两端设置有连接法兰，两个连接法兰均与QBH头夹具的长端外壁相连，所述QBH激光准直器安装在QBH头锁紧夹具中间的U形结构中。本技术的有益效果是：本技术通过设计衰减片组件、两组楔镜夹及水冷吸光组件、QBH激光器能够将大功率激光衰减至毫瓦量级，实现对千瓦级到万瓦级大功率激光的长时间测量，保证除功率衰减外其他指标都不发生变化，避免了回返光烧坏芯片现象以及衰减片因温度过高而损坏的情况，操作安全系数高，能够满足千瓦级至万瓦级激光衰减测量要求。同时，本技术采用水冷散热方式实现散热，无热积累，可满足长时间测量，可广泛应用于激光生产制造领域以及激光研发试验领域。附图说明图1为本技术的一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置的结构示意图。图2为衰减片组件的整体结构示意图。图3为衰减片组件的结构示意图。图4为第二楔镜夹及水冷吸光组件的整体结构示意图。图5为第一楔镜夹及水冷吸光组件的整体结构示意图。图6为第一楔镜夹及水冷吸光组件(第二楔镜夹及水冷吸光组件)的结构示意图。图7为第一楔镜固定及激光水冷吸收机构的结构示意图。图7中A为第一楔镜固定及激光水冷吸收机构的主视图，图7中B为沿着图7中A中D-D向剖面图，图7中C为第一楔镜固定及激光水冷吸收机构的立体图。图8为第一光学楔镜的结构示意图。图8中A为第一光学楔镜的主视图，图8中B为第一光学楔镜的侧视图，图8中C为第一光学楔镜的立体图。图9为激光光路示意图。图10为QBH激光器的整体结构示意图。图11为QBH激光器的结构示意图。图中，1、机盖，2、光学平台，3、衰减片组件，3.1、衰减片基座，3.2、第一衰减片，3.3、第二衰减片，3.4、第三衰减片，3.5、定位销，4、第一楔镜夹及水冷吸光组件，4.1、第一光学支架，4.2、第一G1/4快拧，4.3、第一楔镜固定及激光水冷吸收机构，4.4、第一光学楔镜，5、QBH激光器，5.1、三维调整夹，5.2、QBH头夹具，5.3、QBH头锁紧夹具，5.4、QBH激光准直器，6、外壳，7、第二楔镜夹及水冷吸光组件，7.1、第二光学支架，7.2、第二G1/4快拧，7.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，其特征在于，包括：/n外壳(6)；/n安装在外壳(6)侧面的机盖(1)；/n固定在外壳(6)内部的光学平台(2)；/n依次安装在光学平台(2)上的衰减片组件(3)、第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)、第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)和QBH激光器(5)；/n所述衰减片组件(3)与第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)同轴线安装，所述QBH激光器(5)与第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)同轴线安装，所述衰减片组件(3)与QBH激光器(5)不在同一个轴线上，所述第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)与第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)相对安装；/n所述QBH激光器(5)发射的激光沿输入激光光轴方向入射至第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)中，回返光偏离输入激光光轴方向反射至第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)中，反射光沿着输出激光光轴方向反射至衰减片组件(3)中，所述输出激光光轴方向与输入激光光轴方向平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，其特征在于，包括：
外壳(6)；
安装在外壳(6)侧面的机盖(1)；
固定在外壳(6)内部的光学平台(2)；
依次安装在光学平台(2)上的衰减片组件(3)、第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)、第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)和QBH激光器(5)；
所述衰减片组件(3)与第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)同轴线安装，所述QBH激光器(5)与第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)同轴线安装，所述衰减片组件(3)与QBH激光器(5)不在同一个轴线上，所述第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)与第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)相对安装；
所述QBH激光器(5)发射的激光沿输入激光光轴方向入射至第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)中，回返光偏离输入激光光轴方向反射至第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)中，反射光沿着输出激光光轴方向反射至衰减片组件(3)中，所述输出激光光轴方向与输入激光光轴方向平行。


2.根据权利要求1所述的一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，其特征在于，所述衰减片组件(3)包括：与光学平台(2)相连的衰减片基座(3.1)，与衰减片基座(3.1)上端通过定位销(3.5)相连的第一衰减片(3.2)、第二衰减片(3.3)、第三衰减片(3.4)；所述第一衰减片(3.2)、第二衰减片(3.3)、第三衰减片(3.4)均能够沿定位销(3.5)轴线转动。


3.根据权利要求2所述的一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，其特征在于，所述第一衰减片(3.2)为ND0.5，所述第二衰减片(3.3)为ND1.0，所述第三衰减片(3.4)为ND2.0，所述定位销(3.5)采用φ5定位销。


4.根据权利要求1所述的一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，其特征在于，所述第二楔镜夹及水冷吸光组件(7)与第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)结构相同。


5.根据权利要求4所述的一种用于测量大功率激光光束质量的衰减装置，其特征在于，所述第一楔镜夹及水冷吸光组件(4)包括：与光学平台(2)相连的第一光学支架(4.1)、与第一光学支架(4.1)上端相连的第一楔镜固定及激光水冷吸收机构(4.3)、与第一楔镜固定及激光水冷吸收机构(4.3)螺纹连接的两个第一G1/4快拧(4.2)、安装在第一楔镜固定及激光水冷吸收机构(4.3)最前端的第一光学楔镜(4.4)，所述第一光学楔镜(4.4)的斜面朝外；
所述第二楔镜夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萍，毕野，孙尚勇，王小亮，花明，
申请(专利权)人：吉林省栅莱特激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22