本发明专利技术公开了一种激光器聚光腔，包括聚光腔体，ＹＡＧ棒及两个灯；ＹＡＧ棒位于聚光腔体的中心处，两个灯位于ＹＡＧ棒两侧，且对称分布，聚光腔体，ＹＡＧ棒及两个灯的轴线均平行，其特征在于，聚光腔体的形状由两个相交的圆柱面构成，二个相交的圆柱面对称布置，二个相交的圆柱面的横截面的半径相等，半径均为１５～３５ｍｍ。该克服了双椭圆柱面聚光腔ＹＡＧ棒上、下两侧漏光的缺点，又没有普通相交圆柱面聚光腔效率不高的缺点，其形状为非椭圆，却具有椭圆的聚光特性，但其聚光效率更高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体激光器技术，具体涉及一种激光器聚光腔。
技术介绍
在目前市场上销售的300W-500W激光焊接与激光切割机中，以YAG固体激光器使用最多，约占市场份额的90%。而在固体YAG激光器中，采用的聚光腔约90%为双椭圆镀 金聚光腔，其余10%为陶瓷紧包腔。陶瓷紧包腔虽然有聚光效率高、寿命长、维修方便等优点，但由于它的热透镜效应 大，激光输出光束质量不稳定，在激光加工过程中焦点会发生变化，故在300W以上的YAG激 光器中不使用陶瓷紧包腔。镀金椭圆聚光腔，采用将YAG棒和脉冲氙灯分别放在椭圆柱的两个焦轴上(如图 1)，理论上，从一个焦点上发出的任意方向的光，在经过椭圆面反射后，必定要汇聚到椭圆 的另一个焦点上。由于椭圆拄面的这个特性，在各种形状的激光器聚光曲面中，以椭圆拄面的聚光效率为最高。椭圆拄聚光面的缺点在单灯单棒组成的激光器中，椭圆拄面的优点是其它聚光面无法替代的，可是当 激光器需要提高输出功率，例如300W，500W，700W时，单灯泵浦的功率不够了，必须采用双 灯单棒的结构，如图2所示，称之为双椭圆聚光腔。灯a在左边椭圆的焦点上，b在右边椭 圆的焦点上，棒在两个相交椭圆的公共焦点上由于椭圆本身的特点，它不可能对灯、棒实现紧饱。这样，在采用双椭圆柱聚光腔 结构时，两个椭圆柱面在棒的中垂线上交汇，即图2上的A，B两点。而对于灯而言，两个椭 圆柱聚光面在YAG的上、下两部分都出现了一个很大的空缺，即图2上的AC和BD，从灯a和 灯b发出的光，在通过AC和BD后，它们再也不可能被反射到YAG棒上了。这是双椭圆聚光 腔的最大缺点，而且这个缺点是它自身改变不了的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光器聚光腔，是一种比双椭圆柱面聚光效率更高的 聚光腔。本专利技术提供的激光器聚光腔，包括聚光腔体，YAG棒及两个灯；YAG棒位于聚光腔 体的中心处，两个灯位于YAG棒两侧，且对称分布，聚光腔体，YAG棒及两个灯的轴线均平 行，其特征在于，聚光腔体的形状由两个相交的圆柱面构成，二个相交的圆柱面对称布置， 二个相交的圆柱面的横截面的半径相等，半径均为15 35mm。本专利技术人经过长期对激光器的聚光原理的研究，专利技术了一种比双椭圆柱面聚光效 率更高的聚光腔，它是一种我们首次提出的聚光腔，它克服了双椭圆柱面聚光腔YAG棒上、 下两侧漏光的缺点，又没有普通相交圆柱面聚光腔效率不高的缺点，因而称之为紧包相交圆聚光腔。具体而言，本专利技术的特点是1它们可以对两支灯和YAG棒(及它们的滤紫外套管)实行紧包，这就大大减小了 双椭圆聚光腔的漏光缺陷。2这四个相交圆弧又不是一般的圆弧面，它们是可以在相当一段范围内与灯及 YAG棒的聚光椭圆弧线重合的。这样，它们的聚光性能又和聚光椭圆的聚光效率一样，这是 一般的相交圆聚光效率所不能比的。 3、本专利技术有三个特点1是相交圆。2是紧包的。3其形状为非椭圆，却具有椭圆 的聚光特性，但其聚光效率更高。理论计算和初步实验都表明本专利技术的最佳紧包相交圆聚光腔，在同等条件下 (采用相同的灯、YAG棒)，其聚光效率比现有双椭圆聚光腔提高了 5% 8%。附图说明图1是椭圆腔的聚光原理示意图；图2是双椭圆聚光腔的结构原理；图3是本专利技术提供的非椭圆激光器聚光腔的结构示意图(横截面)。 具体实施例方式如图3所示，本专利技术提供的聚光腔包括聚光腔体1，YAG棒4及两个灯2、3 ；聚光腔 体1的形状由两个相交的圆柱面构成，二个相交的圆柱面对称布置，并且其轴线平行，二个 相交的圆柱面的截面半径相等，均为15 35mm ；YAG棒4位于聚光腔体1的中心处，两个灯 2、3位于YAG棒4两侧，且对称分布。聚光腔体1，YAG棒4及两个灯2、3的轴线均平行。两 个灯2、3可以为氙灯或氦灯。这种新型的聚光腔从根本上不同于双椭圆柱面聚光腔，也不同于一般的相交圆柱 面聚光腔，它是一种带有椭圆性质的紧包的相交圆聚光腔。实施例中相交圆的半径为25mm。以上所述为本专利技术的较佳实施例而已，但本专利技术不应该局限于该实施例和附图所 公开的内容。所以凡是不脱离本专利技术所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本专利技术保 护的范围。权利要求一种激光器聚光腔，包括聚光腔体(1)，YAG棒(4)及两个灯(2、3)；YAG棒(4)位于聚光腔体(1)的中心处，两个灯(2、3)位于YAG棒(4)两侧，且对称分布，聚光腔体(1)，YAG棒(4)及两个灯(2、3)的轴线均平行，其特征在于，聚光腔体(1)的形状由两个相交的圆柱面构成，二个相交的圆柱面对称布置，二个相交的圆柱面的横截面的半径相等，半径均为15～35mm。全文摘要本专利技术公开了一种激光器聚光腔，包括聚光腔体，YAG棒及两个灯；YAG棒位于聚光腔体的中心处，两个灯位于YAG棒两侧，且对称分布，聚光腔体，YAG棒及两个灯的轴线均平行，其特征在于，聚光腔体的形状由两个相交的圆柱面构成，二个相交的圆柱面对称布置，二个相交的圆柱面的横截面的半径相等，半径均为15～35mm。该克服了双椭圆柱面聚光腔YAG棒上、下两侧漏光的缺点，又没有普通相交圆柱面聚光腔效率不高的缺点，其形状为非椭圆，却具有椭圆的聚光特性，但其聚光效率更高。文档编号H01S3/0915GK101841121SQ20101016479公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日专利技术者李家伟, 肖金陵 申请人:华中科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光器聚光腔，包括聚光腔体（１），ＹＡＧ棒（４）及两个灯（２、３）；ＹＡＧ棒（４）位于聚光腔体（１）的中心处，两个灯（２、３）位于ＹＡＧ棒（４）两侧，且对称分布，聚光腔体（１），ＹＡＧ棒（４）及两个灯（２、３）的轴线均平行，其特征在于，聚光腔体（１）的形状由两个相交的圆柱面构成，二个相交的圆柱面对称布置，二个相交的圆柱面的横截面的半径相等，半径均为１５～３５ｍｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖金陵，李家伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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