一种激光器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种激光器，包括：激光输出模块，用于输出激光；光纤端帽，与激光输出模块连接，用于接收并且输出激光；放大聚焦模块，与所述光纤端帽相对设置，以使从光纤端帽输出的激光入射至所述放大聚焦模块；倍频晶片，设置于光纤端帽和放大聚焦模块之间，并且位于从所述光纤端帽输出的激光的传输方向上，以使部分从所述光纤端帽输出的激光从所述倍频晶片经过，其中，所述倍频晶片将部分激光转化成可见光，所述可见光和未转化的激光入射至放大聚焦模块，由所述放大聚焦模块进行放大并且聚焦后输出。通过上述方式，本发明能够降低激光器的制作难度，降低带可见光指引的激光器的成本,并且保证可见光的功率的稳定性以及减少可见光的指引误差。
【专利说明】
一种激光器
技术领域
[0001 ]本发明涉及激光处理技术领域，特别是涉及一种激光器。
【背景技术】
[0002]激光器输出的激光的波段为1060?1080nm，该波段的激光通常不可见时，在控制该波段的激光对靶材进行打标或者切割时，很难判断到激光器输出的激光在靶材上的聚焦点的位置，从而无法实现准确打标或者切割。
[0003]为了方便判断激光器输出的激光在靶材上的聚焦点的位置，在现有技术中通常在激光器的内部增加红光半导体光源，将红光半导体光源所发出的红光耦合到激光器的光路中，通过激光器的准直输出端输出，如图1所示。由于红光是可见光，能够实现对激光的指引作用，但是本申请的发明人在长期的研究中发现，将红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、红光耦合进激光器的光路中至少需要在激光器的合束器上增加一个红光的耦合点，则合束器制作时就要多增加一个红光耦合的耦合臂，使得合束器的耦合臂由原来N*1的结构变成(N+1 )*1，而且激光器的栗浦光和红光的耦合效率都要兼顾，加大合束器的制作难度和成本。
[0005]2、红光的功率普遍不高，并且红光在透过激光器的掺镱光纤时，会受掺镱光纤吸收，红光的功率会严重衰退，从而输出的红光亮度不够，指引性差。
[0006]3、红光相对于激光器的光路的光纤为截至光波，其传输为高阶模式，红光经过合束器后，大部分能量会集中在光纤包层，传输损耗大而且出光发散，指引强度弱而且指引位置偏差大。
[0007]4、红光耦合到激光器的光路后容易受到高功率激光的影响，需要增加红光保护器，增加成本，另外输出红光的红光半导体激光器也容易受温度变化影响，工作不稳定。
[0008]5、红光半导体激光器需要额外的电路驱动，成本增加。
[0009]因此，需要迫切出现一种新型的具有可见光指引的激光器。
【发明内容】
[0010]本发明主要解决的技术问题是提供一种激光器，能够降低激光器的制作难度，降低带可见光指引的激光器的成本，并且保证可见光的功率的稳定性以及减少可见光的指引误差。
[0011]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种激光器，包括:激光输出模块，用于输出激光;光纤端帽，与所述激光输出模块连接，用于接收并且输出所述激光;放大聚焦模块，与所述光纤端帽相对设置，以使从所述光纤端帽输出的激光入射至所述放大聚焦模块;倍频晶片，设置于所述光纤端帽和放大聚焦模块之间，并且位于从所述光纤端帽输出的激光的传输方向上，以使从所述光纤端帽输出的激光从所述倍频晶片经过，其中，所述倍频晶片将部分激光转化成可见光，所述可见光和未转化的激光入射至放大聚焦模块，由所述放大聚焦模块进行放大并且聚焦后输出。
[0012]其中，所述激光器包括移动装置;所述倍频晶片固定于所述移动装置上，所述移动装置用于移动所述倍频晶片；当需要所述激光器输出可见光时，控制所述移动装置移动所述倍频晶片，直至所述倍频晶片移动至从所述光纤端帽输出的激光的传输光路上，以使至少部分所述光纤端帽输出的激光从所述倍频晶片经过。
[0013]其中，所述移动装置包括马达、驱动齿轮、第一从动齿轮、从动滑块、转动杆和轴承;所述轴承固定于所述壳体，所述转动杆的一端固定于轴承内，并且转动杆的另一端设置有第二从动齿轮，所述马达固定于所述壳体内，所述驱动齿轮固定于所述马达的转动轴上；所述倍频晶片固定于所述从动滑块的上表面，所述第一从动齿轮固定于所述从动滑块的下表面，所述第一从动齿轮和第二从动齿轮均与所述驱动齿轮齿合，并且所述第二从动齿轮和驱动齿轮夹持第一从动齿轮。
[0014]其中，所述移动装置为电磁继电器，所述电磁继电器与倍频晶片连接，用于移动所述倍频晶片。
[0015]其中，所述激光器还包括内壳体;所述内壳体设置有输入开口和输出开口，所述光纤端帽固定于所述输入开口处，所述放大聚焦模块固定于所述输出开口处，所述移动装置和倍频晶片设置于所述壳体内。
[0016]其中，所述倍频晶片为磷酸钛氧钾;所述可见光为绿光。
[0017]其中，所述激光输出模块包括栗浦源、第一光栅、掺镱光纤、第二光栅、第一连接光纤、第二连接光纤和第三连接光纤;所述栗浦源通过第一连接光纤与所述第一光栅连接，所述第一光栅通过第二连接光纤与所述掺镱光纤连接，所述掺镱光纤通过第三连接光纤与第二光栅连接;所述激光器还包括第四连接光纤;所述第二光栅通过第四连接光纤与所述光纤端帽连接。
[0018]其中，所述激光输出模块还包括合束器;所述栗浦源的数量为多个，所述多个栗浦源与合束器连接，所述合束器通过所述第一连接光纤与所述第一光栅连接。
[0019]其中，所述光纤端帽连接与第四连接光纤连接的连接方式为光纤熔接。
[0020]其中，所述第一连接光纤至第四连接光纤均为无源光纤。
[0021]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明在光纤端帽和放大聚焦模块之间设置倍频晶片，激光输出模块输出的激光，在经过光纤端帽后至少部分从倍频晶片经过，从倍频晶片经过的激光转化成可见光，可见光经过放大聚焦模块输出，而激光输出模块输出的激光也是通过放大聚焦模块输出，因此，可见光在靶材上的聚焦点即为激光在靶材上的聚焦点，实现对激光的指引作用，通过倍频晶片将至少部分激光转化可见光，无需要激光器中耦合可见光的光路，节省生成可见光的光路，从而降低带可见光指引的激光器的成本，以及制作难度；另外，通过倍频晶片无需经过激光输出模块的镜光纤，不受掺镱光纤吸引或者光子暗化的影响，保证可见光的功率的稳定性，从而保证可见光的亮度和指引性。
【附图说明】
[0022]图1是现有技术中的激光器的示意图；
[0023]图2是本发明激光器第一实施方式的示意图；
[0024]图3是本发明激光器第二实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
[0026]请参阅图2，激光器30包括激光输出模块31、光纤端帽32、放大聚焦模块33和倍频晶片34。
[0027]激光输出模块31，用于输出激光。光纤端帽32，与激光输出模块31连接，用于接收并输出激光输出模块31输出的激光。放大聚焦模块33，与光纤端帽32相对设置，以使从光纤端帽32输出的激光入射至放大聚焦模块33。倍频晶片34，设置于光纤端帽32和放大聚焦模块33之间，并且位于从光纤端帽32输出的激光的传输方向上，以使至少部分光纤端帽32输出的激光从倍频晶片34经过，其中，倍频晶片34将从其经过的部分激光转化成可见光，可见光和未转化的激光入射至放大聚焦模块33，由放大聚焦模块33进行放大并且聚焦后输出。由于激光和可见光均是通过放大聚焦模块33输出的，可见光在靶材上的聚焦点即为激光在靶材上的聚焦点，实现对激光的指引作用。而通过倍频晶片34将部分激光转化可见光，无需要在激光器中耦合可见光的光路，节省生成可见光的光路，从而降低带可见光指引的激光器的成本，降低激光器的制作难度，提高激光器的制作效率；另外，可见光不经过激光输出模块31中的掺镱光纤，不受激光输出模块31中的掺镱光纤吸收或者光子暗化的影响，使得可见光的功率保持稳定，并且保证可见光的亮度和指引性;再者，相比于在激光输出模块31上耦合可见光的方式，本发明的可见光在放大聚焦模块33上进行耦合，其在激光器中的传输距离比较短，指引误差小。在本实施方式中，光纤端帽优选为QBH接头;激光器为准直输出型激光器。
[0028]为了方便控制激光器是否输出可见光，激光器30包括移动装置35。倍频晶片34固定于移动装置35上，移动装置35用于移动倍频晶片34。当需要激光器输出可见光时，控制移动装置35移动倍频晶片34，直至倍频晶片34移动至从光纤端帽32输出的激光的传输光路上，以使至少部分从光纤端帽32输出的激光从倍频晶片34经过，从倍频晶片34经过的激光转化成可见光，可见光入射至放大聚焦模块33，并且经过放大聚焦模块33放大聚焦后输出。当不需要激光器输出可见光时，控制移动装置35移动倍频晶片34，直至倍频晶片34离开经过从光纤端帽32输出的激光的传输光路，以使所有从光纤端帽32输出的激光均不从倍频晶片34经过。当然，也可以移动倍频晶片34，直至倍频晶片34覆盖激光的传输光路，则从光纤端帽32输出的激光均从倍频晶片34经过，从光纤端帽32输出的激光均转化成可见光。
[0029]需要说明的是:倍频晶片34具有将激光转化成可见光的功能，但是倍频晶片34不会改变光的传输方向，在本实施方式中，倍频晶片34优选为磷酸钛氧钾，而可见光优选为绿光，其中，磷酸钛氧钾具有高的非线性系数、宽透过范围、大的接收角及热稳定，是一种性能优异的非线性光学晶体，更是绿光倍频的理想材料，另外，激光器30的波长通常为1060?1080nm，输出功率为20?1000W，而绿光功率只需要达到ImW即可满足视觉要求，所以对倍频晶片34的倍频转化效率的要求非常低，假设激光器30使用1W功率作为启动功率，则倍频晶片34转换效率达到万分之一就可以达到视觉要求，而且对绿光功率的波动性基本没有要求，即使波动性在50%以内也不影响使用；另外，绿光由激光倍频转化得到，其指引亮度非常高，最高可以达到到原来红光指引亮度1到I万倍。
[0030]具体的，移动装置35可以包括马达(图未示)、驱动齿轮(图未示)、第一从动齿轮(图未示)、从动滑块(图未示)、转动杆(图未示)和轴承(图未示)。轴承固定于壳体，转动杆的一端固定于轴承内，以使转动杆可转动的，转动杆的另一端设置有第二从动齿轮，马达固定于壳体内，驱动齿轮固定于马达的转动轴上。倍频晶片34固定于从动滑块的上表面，第一从动齿轮固定于从动滑块的下表面，第一从动齿轮和第二从动齿轮均与驱动齿轮齿合，并且第二从动齿轮和驱动齿轮夹持第一从动齿轮。通过控制马达的转动的圈数和转动方向，实现移动可见光倍频器。当然，移动装置35的结构不限于上述结构，例如:移动装置35为油缸，倍频晶片34固定于油缸的活塞杆上，通过控制活塞杆伸缩，实现移动倍频晶片34，或者，移动装置35为电动车，倍频晶片34固定与电动车上，通过控制电动车的移动，实现移动倍频晶片34等等。或者，移动装置为电磁继电器，电磁继电器开关与倍频晶片34连接，用于移动?音频晶片34等等。
[0031]为了更好地保护光纤端帽32、倍频晶片34和放大聚焦模块33，激光器30还包括内壳体36。内壳体36设置有输入开口 361和输出开口 362，其中，输入开口 361和输出开口 362是相对设置的，光纤端帽固定于输入开口 361处，放大聚焦模块33固定于输出开口362处，移动装置35和倍频晶片34设置于内壳体36内。
[0032]请参阅图3，激光输出模块3131包括栗浦源311、第一光栅312、掺镱光纤313、第二光栅314、第一连接光纤315、第二连接光纤316和第三连接光纤317。栗浦源311通过第一连接光纤与第一光栅312连接，第一光栅312通过第二连接光纤316与掺镱光纤313连接，掺镱光纤313通过第三连接光纤317与第二光栅314连接。激光器30还包括第四连接光纤37。第二光栅314通过第四连接光纤37与光纤端帽32连接。在本实施方式中，光纤端帽32与第四连接光纤37连接的连接方式为光纤熔接，使得光纤端帽32的接入非常方便;另外，第一连接光纤315至第四连接光纤37均优选为无源光纤。
[0033]进一步，栗浦源311的数量可以为多个，则激光输出模块3131还包括合束器318，多个栗浦源311与合束器318连接，合束器318通过第一连接光纤315与第一光栅312连接，多通过多个栗浦源311输出栗浦光，有利于提高激光器30输出的激光的功率。
[0034]在本发明实施方式中，在光纤端帽32和放大聚焦模块之间设置倍频晶片34，激光输出模块31输出的激光，在经过光纤端帽32后至少部分从倍频晶片34经过，从倍频晶片34经过的激光转化成可见光，可见光经过放大聚焦模块输出，而激光输出模块31输出的激光也是通过放大聚焦模块输出，因此，可见光在靶材上的聚焦点即为激光在靶材上的聚焦点，实现对激光的指引作用，通过倍频晶片34将至少部分激光转化可见光，无需要激光器中耦合可见光的光路，节省生成可见光的光路，从而降低带可见光指引的激光器的成本，以及制作难度;另外，通过倍频晶片34无需经过激光输出模块31的镜光纤，不受掺镱光纤吸引或者光子暗化的影响，保证可见光的功率的稳定性，从而保证可见光的亮度和指引性。
[0035]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种激光器，其特征在于，包括: 激光输出模块，用于输出激光； 光纤端帽，与所述激光输出模块连接，用于接收并且输出所述激光； 放大聚焦模块，与所述光纤端帽相对设置，以使从所述光纤端帽输出的激光入射至所述放大聚焦模块； 倍频晶片，设置于所述光纤端帽和放大聚焦模块之间，并且位于从所述光纤端帽输出的激光的传输方向上，以使从所述光纤端帽输出的激光从所述倍频晶片经过，其中，所述倍频晶片将部分所述激光转化成可见光，所述可见光和未转化的所述激光入射至放大聚焦模块，由所述放大聚焦模块进行放大并且聚焦后输出。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于， 所述激光器包括移动装置； 所述倍频晶片固定于所述移动装置上，所述移动装置用于移动所述倍频晶片； 当需要所述激光器输出可见光时，控制所述移动装置移动所述倍频晶片，直至所述倍频晶片移动至从所述光纤端帽输出的激光的传输光路上，以使至少部分所述光纤端帽输出的激光从所述倍频晶片经过。3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于， 所述移动装置包括马达、驱动齿轮、第一从动齿轮、从动滑块、转动杆和轴承； 所述轴承固定于所述壳体，所述转动杆的一端固定于轴承内，并且转动杆的另一端设置有第二从动齿轮，所述马达固定于所述壳体内，所述驱动齿轮固定于所述马达的转动轴上； 所述倍频晶片固定于所述从动滑块的上表面，所述第一从动齿轮固定于所述从动滑块的下表面，所述第一从动齿轮和第二从动齿轮均与所述驱动齿轮齿合，并且所述第二从动齿轮和驱动齿轮夹持第一从动齿轮。4.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于， 所述移动装置为电磁继电器，所述电磁继电器与倍频晶片连接，用于移动所述倍频晶片。5.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于， 所述激光器还包括内壳体； 所述内壳体设置有输入开口和输出开口，所述光纤端帽固定于所述输入开口处，所述放大聚焦模块固定于所述输出开口处，所述移动装置和倍频晶片设置于所述壳体内。6.根据权利要求1?5中任意一项所述的激光器，其特征在于， 所述倍频晶片为磷酸钛氧钾； 所述可见光为绿光。7.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于， 所述激光输出模块包括栗浦源、第一光栅、掺镱光纤、第二光栅、第一连接光纤、第二连接光纤和第三连接光纤； 所述栗浦源通过第一连接光纤与所述第一光栅连接，所述第一光栅通过第二连接光纤与所述掺镱光纤连接，所述掺镱光纤通过第三连接光纤与第二光栅连接； 所述激光器还包括第四连接光纤； 所述第二光栅通过第四连接光纤与所述光纤端帽连接。8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于， 所述激光输出模块还包括合束器； 所述栗浦源的数量为多个，所述多个栗浦源与合束器连接，所述合束器通过所述第一连接光纤与所述第一光栅连接。9.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于， 所述光纤端帽与第四连接光纤连接的连接方式为光纤熔接。10.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于， 所述第一连接光纤至第四连接光纤均为无源光纤。
【文档编号】H01S3/10GK105826808SQ201610368497
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】李刚, 钟春明, 蒋峰
【申请人】深圳市创鑫激光股份有限公司