专利名称：适合移动式加工全固态大功率激光器的光学调整镜架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是激光器的部件，具体的是适合移动式加工全固态大功 率激光器的光学调整镜架。
背景技术：
激光器中的腔镜是产生激光和激光在光腔内传输的重要元件，各镜片的相 对位置要求非常高，稍有偏差就会使激光光路发生偏差，致使激光器不能正常 产生激光，严重时甚至产生人身事故。这就需要安装镜片的镜架既要实现空间 上灵活可调，还要有稳定的结构。
然而目前国内外常用的镜架主要是滚珠弹簧式结构，结构比较单薄，镜片 固定方式大多是采用旁侧面螺钉固定在镜框上，镜架的支架固定在底座上，整 个镜架通过螺钉调节镜片角度，这种结构如果在实验室或者固定的设备上使用， 即调试好后在没有大的震动情况下尚可使用。可是实际的现场却需要经常的搬 运以至颠簸。这对目前使用的滚珠弹簧式镜架根本做不到搬运后机器能够实现 "落地出光"，长时间工作也不能不维护，稳定性较差是其最大的弊病。
再者，由于高功率激光通过腔镜发生并发射，在透射的时候有一小部分功 率将会受到损失，对于千瓦级以下的激光器，由于功率低，相对损失的也小， 损失的功率转化成热量，这部分热量对于镜片的热影响相对也低，大部分热量 主要通过镜架散失，所以不需要对镜片再进行冷却。但是，近几年来随着科学 技术的发展，激光器的功率也越来越高，在千瓦级以上高功率激光器的镜片上 产生的热量就很大，而且在实际使用中又需要长时间连续稳定的工作，这样就 在镜片上聚集了大量的热，如果不加冷却，会影响镜片的寿命，甚至变形爆裂， 严重影响激光器的使用。没有相应的冷却装置是目前常用的激光器所存在的严 重的问题。
发明内容
本实用新型的目的是针对目前常用的激光器存在着稳定性较差和没有相应 的冷却装置的问题，而提供一种改进了定位结构，增加了镜架的稳定性，具有 冷却装置，解决了大功率激光器镜片冷却问题，适用经常移动加工要求的适合 移动式加工全固态大功率激光器的光学调整镜架。采用的技术方案是
适合移动式加工全固态大功率激光器的光学调整镜架，包括镜框、支架、 四根拉簧、挡环、挡圈、1#微调螺纹副、2#微调螺纹副；所述镜框的中心设置 有镜片孔,在镜片孔内装设设置有卡台，卡台上装设镜片；支架的中心设置有通 光孔，在镜片孔与通光孔之间装设一镜片，其结构特点是
所述的镜片孔内装设一挡环，在挡环的前侧装设一挡圈，挡圈通过螺纹与 镜片孔的内壁转动连接；在镜框上设置有四个镜框拉簧孔；在镜框背面的一个 对角上，上角部位设置一V型槽，下角部位设置一凹槽，在另一个下角部位设 有镜框滚珠锥槽，在镜框的旁侧面设置冷却水进口和出口，在镜框的内部设置 有冷却水道，冷却水道的两端分别与冷却水进口和出口相连通。
所述支架与镜框相对应的位置上设置四个支架拉簧孔，在支架与镜框的V 型槽和凹槽相对应的两个位置上分别设置1#微调螺纹副孔、2#微调螺纹副孔， 分别在1#微调螺纹副孔、2#微调螺纹副孔的上部设有顶丝调整孔，在支架的正 面与镜框的镜框滚珠锥槽的对应位置上设有一支架滚珠锥槽。
在四个镜框拉簧孔和支架拉簧孔中放置四根拉簧，镜框与支架通过拉簧相 连接；在镜框滚珠锥槽和支架滚珠锥槽中镶嵌一滚珠，在支架背面的1#微调螺 纹副孔和2#微调螺纹副孔中分别装设1#微调螺纹副和2#微调螺纹副，并过盈固 定连接，1#微调螺纹副和2#微调螺纹副的上部设置有顶丝，通过顶丝分别锁定 1#微调螺纹副和2#微调螺纹副，W微调螺纹副的前端位于V型槽中、2#微调螺 纹副的前端位于凹槽中。
上述拉簧的两端分别装设有固定销。
上述1#微调螺纹副和2#微调螺纹副为相同结构，包括外套和调节杆；所述 外套的中心设有螺孔，外套的前部设置为圆柱头，外套的后部设置为后座，后 座的上部设置有一凹槽，后座上部的里面设置一小螺孔，小螺孔内装设有顶丝； 调节杆的前端设置成球面，调节杆上设置有外螺纹，调节杆的后端设有柄轮。
本实用新型的工作状况
支架与镜框之间通过四根拉簧拉紧，通过有限元分析软件进行力学分析， 四根拉簧在保证有足够的拉紧力的情形下能均匀的将拉力施加到镜框上，不但 稳定可靠，而且变形极其微小。镜片安装在镜框的镜片孔内，两面加装铜挡环， 挡圈通过螺纹压紧挡环及镜片，采用端面压紧的方式，这样即能保证可靠的压 紧，又能通过紫铜良好的导热性冷却镜片的端面。滚珠镶嵌在镜框和支架中的 滚珠锥槽中，保证有效定位。从支架背面的两个微调螺纹副孔中装入两个微调螺纹副，微调螺纹副的前端分别位于V型槽和一凹槽中，通过调整高精度微调 螺纹副，可以实现镜片在空间二维角度范围内方便的变换角度，调好位置后微 调螺纹副可以通过顶丝限位，保证定位可靠。镜框的旁侧面接入冷却水，其温 度、流量由控制系统自动控制，从而使本实用新型适合移动式加工全固态大功 率激光器的光学调整镜架的整体温度达到设定温度。
本实用新型设计科学、合理、富有创意、整体结构简单、紧凑、严密，耗 材少，成本低廉，通过硬度较低导热率较好的紫铜挡环端面压紧镜片，这样既 能压紧，又能通过紫铜导热快的特点有效降低镜片温度。
本实用新型定位稳定、可靠，采用三处限制位方式，即1、为1#微调螺纹 副的前端位于V型槽中而定位；2、为滚珠镶嵌在镜框滚珠锥槽和支架滚珠锥槽 中而定位；3、为2#微调螺纹副的前端位于凹槽内而限位；这种结构方式可以保 证镜框受到强大的外力作用时形态不变，达到了稳定可靠的目的。
本实用新型实用性较强，维修方便，镜框采用导热率好的紫铜材料制作， 旁侧面加开冷却水道，由于镜片侧壁和端面都与镜框紧密贴合，冷却水就可以 通过高导热率的紫铜镜架带走镜片吸收的热量，从而有效降低因镜片因素产生 的对激光的不利影响。冷却水道可采用标准管接头快速连接冷却水，使安装调 试过程方便快捷。本实用新型有效的解决了目前通用激光器稳定性较差同时又 没有相应的冷却装置的问题，现已在实际生产中使用，效果良好，具有较好的 发展前景，本实用新型适宜作为激光器的较为理想的光学调整镜架使用。
需要说明的是在不改变本实用新型原理与构思的前提下，所作出的改变 或变形，均属于本实用新型的保护范围。
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型侧视结构示意图。
图3是本实用新型俯视结构示意图。
图4是本实用新型镜框正面结构示意图。
图5是本实用新型镜框侧视结构示意图。
图6是本实用新型镜框背面结构示意图。
图7是图6的B^B向剖视示意图。
图8是图6的d向剖视示意图。
图9是图6的D—D局部放大示意图。
图IO是本实用新型镜框正面旁侧立体结构示意图。图11是本实用新型支架背面结构示意图。
图12是图11的E—E向剖视示意图。
图13是图12的F的局部放大示意图。
图14是图11向前旋转卯。的支架正面结构示意图。
图15是图14的B—B向剖视示意图。
图16是本实用新型支架背面旁侧立体结构示意图。
图17是本实用新型1#微调螺纹副和2#微调螺纹副的结构示意图。
图18是本实用新型l斜敛调螺纹副和2#微调螺纹副调节杆结构示意图。
图19是本实用新型1#微调螺纹副和2#微调螺纹副外套结构示意图。
图20是图19的侧视示意图。
具体实施方式
适合移动式加工全固态大功率激光器的光学调整镜架，包括镜框1、支架8、 四根拉簧6、挡环3、挡圈2、微调螺纹副10;如图1一16所示，镜框l的正面 中心设置有镜片孔11，在镜片孔11内设置有卡台19，卡台19上装设镜片4， 在镜片4的外侧装设一铜的挡环3，在铜的挡环3的外侧装设一铜的挡圈2，铜 的挡圈2通过螺纹与镜片孔11的内壁转动连接，采用端面压紧的方式，通过螺 纹用铜的挡圈2压紧铜的挡环3，铜的挡环3又紧紧将镜片4压牢；在镜框1的 正面设置有四个镜框拉簧孔12;在镜框1背面的一个对角上的上角部位设置一 V型槽13，下角部位设置一凹槽14，在另一个下角的部位设有镜框滚珠锥槽22， 在镜框1的旁侧面设置冷却水进口 15和出口 16，在镜框1的内部设置有冷却水 道20，冷却水道20的两端分别与冷却水进口 15和出口 16相连通，使用时直接 接上水管接头就可以使用。
支架8的正面中心设置一通光孔17，支架8与镜框1相对应的位置设置四 个支架拉簧孔18，支架8与镜框1相对应的对角位置上，上角部位设置有1#微 调螺纹副孔23、下角部位设置有2#微调螺纹副孔24，分别在1#微调螺纹副孔 23和2#微调螺纹副孔24的上部设有顶丝调整孔35，支架8与镜框1的对应位 置上设有一支架滚珠锥槽21。
在镜框1与支架8相对应的镜框拉簧孔12和支架拉簧孔18中，放置四根 拉簧6，拉簧6的两端分别放置有固定销5，镜框1与支架8通过拉簧6固定连 接；在镜框1和支架8对应的镜框滚珠锥槽22和支架滚珠锥槽21中镶嵌一滚 珠7，在支架8背面的1#微调螺纹副孔23、 2#微调螺纹副孔24中分别装设1# 微调螺纹副10和2#微调螺纹副25， 1#微调螺纹副10和2#微调螺纹副25为相同结构，包括外套26和调节杆32;外套26的中心设有螺孔31，外套26的前 部设置为圆柱头27，外套26的后部设置为后座28，后座28的上部设置有一凹 槽29，后座28上部的里面设置有一小螺孔30，小螺孔30内装设有顶丝9;调 节杆32的前端设置成球面33，调节杆32上设置有外螺纹，调节杆32的后端设 有柄轮34。通过顶丝9分别锁定1#微调螺纹副10和2#微调螺纹副25。
滚珠7镶嵌在镜框1的镜框滚珠锥槽22和支架8中的支架滚珠锥槽21中， 1#微调螺纹副10的前端插入V型槽13内，2#微调螺纹副25的前端插入凹槽 14中；通过滚珠7在镜框滚珠锥槽22和支架滚珠锥槽21中定位，1#微调螺纹 副10的前端在V型槽13中的定位，又加上2#微调螺纹副25的前端在凹槽14 中的限位。这样就由三点决定了一个面，既能保证支撑平稳，又能保证整个镜 框1不能在水平或者垂直范围内移动。
整套镜架通过高精度1#微调螺纹副10、 2#微调螺纹副25的调整，可以实 现镜片在空间二维角度范围内方便的变换角度。调整好位置后可以通过顶丝9 锁死，保证定位可靠。
权利要求1、适合移动式加工全固态大功率激光器的光学调整镜架，包括镜框(1)、支架(8)、四根拉簧(6)、挡环(3)、挡圈(2)、1#微调螺纹副(10)、2#微调螺纹副(25)；所述镜框(1)的中心设置有镜片孔(11)，在镜片孔(11)内装设设置有卡台(19)，卡台(19)上装设镜片(4)；支架(8)的中心设置有通光孔(17)，在镜片孔(11)与通光孔(17)之间装设一镜片(4)，其特征在于所述镜片孔(11)内装设一挡环(3)，在挡环(3)的前侧装设一挡圈(2)，挡圈(2)通过螺纹与镜片孔(11)的内壁转动连接；在镜框(1)上设置有四个镜框拉簧孔(12)；在镜框(1)背面的一个对角上，上角部位设置一V型槽(13)，下角部位设置一凹槽(14)，在另一个下角部位设有镜框滚珠锥槽(22)，在镜框(1)的旁侧面设置冷却水进口(15)和出口(16)；在镜框(1)的内部设置有冷却水道(20)，冷却水道(20)的两端分别与冷却水进口(15)和出口(16)相连通；所述支架(8)与镜框(1)相对应的位置上设置四个支架拉簧孔(18)，在支架(8)与镜框(1)的V型槽(13)和凹槽(14)相对应的两个位置上分别设置1#微调螺纹副孔(23)和2#微调螺纹副孔(24)，分别在1#微调螺纹副孔(23)、2#微调螺纹副孔(24)的上部设有顶丝调整孔(35)；在支架(8)的正面与镜框(1)的镜框滚珠锥槽(22)相对应的位置上设有一支架滚珠锥槽(21)；在四个镜框拉簧孔(12)和支架拉簧孔(18)中分别放置四根拉簧(6)，镜框(1)与支架(8)通过拉簧(6)相连接；在镜框滚珠锥槽(22)和支架滚珠锥槽(21)中镶嵌一滚珠(7)，在支架(8)背面的1#微调螺纹副孔(23)和2#微调螺纹副孔(24)中分别装设1#微调螺纹副(10)和2#微调螺纹副(25)，并过盈固定连接，1#微调螺纹副(10)和2#微调螺纹副(25)的上部设置有顶丝，1#微调螺纹副(10)的前端位于V型槽(13)中，2#微调螺纹副(25)的前端位于凹槽(14)中。
2、 根据权利要求1所述的适合移动式加工全固态大功率激光器的光学调整 镜架，其特征在于上述拉簧(6)的两端分别装设有固定销(5)。
3、 根据权利要求1所述的适合移动式加工全固态大功率激光器的光学调整 镜架，其特征在于上述1#微调螺纹副和2#微调螺纹副为相同结构，包括外套(26)和调节杆(32);所述外套(26)的中心设有螺孔(31)，外套(26)的 前部设置为圆柱头(27)，外套(26)的后部设置为后座(28)，后座(28)的上部设置有一凹槽(29)，后座(28)上部的里面设置一小螺孔(30)，小螺孔 (30)内装设有顶丝(9)通过顶丝(9)分别锁定1#微调螺纹副(10)和2#微 调螺纹副(25);调节杆(32)的前端设置成球面(33)，调节杆(32)上设置 有外螺纹，调节杆(32)的后端设有柄轮(34)。
专利摘要适合移动式加工全固态大功率激光器的光学调整镜架，包括镜框、支架、微调螺纹副；镜框的镜头孔内装设一挡环，挡环的前侧装设一挡圈，在镜框上设有四个拉簧孔；在镜框背面设置有V型槽、凹槽和滚珠锥槽，在镜框的旁侧面设置冷却水进口和出口；支架并与镜框对应的位置上设置四个拉簧孔、两个微调螺纹副孔和滚珠锥槽；镜框与支架通过拉簧连接；在镜框和支架的滚珠锥槽中镶嵌一滚珠，在支架的两个微调螺纹副孔中装设两个微调螺纹副，两个微调螺纹副的前端分别位于V型槽和一凹槽中。本实用新型设计科学、合理、结构紧凑、耗材少、成本低廉、采用硬度较低导热率较好的紫铜挡环端面压紧镜片，有效降低镜片温度。采用V型槽和滚珠定位，凹槽限位稳定、可靠。
文档编号H01S3/08GK201142512SQ20072018520
公开日2008年10月29日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者刘齐芳, 单少聪, 张春杰 申请人:沈阳大陆激光柔性制造技术有限公司