一种激光器指示用光模块及激光器的制作方法

文档序号:31664942发布日期:2022-09-27 23:45阅读:71来源:国知局

1.本发明涉及激光器技术领域,尤其涉及一种激光器指示用光模块及激光器。


背景技术:

2.激光器以其轻量化、光束质量好、长期稳定性高等优势,在工业加工领域发挥着重要的作用。在使用激光器进行工业加工过程中,均需要应用信号光指示,以便于锁定激光的作用位置。以激光打标机为例,信号光指示有以下优点:
3.1)可以作为激光打标机的对焦点;
4.2)作为标识光,调试谐振腔的光路;
5.3)作为打标机精准定位的标识光。
6.从上述可以看出,激光器系统中,信号光模块用于发射信号光,因此信号光模块至关重要。但是在激光器系统中,信号光模块包括发光管,若使发光管与激光器后光路直接连接,这会导致两个方面的问题:
7.1、用于发射信号光的发光管与激光器后光路器件光纤的几何结构不同,两根几何结构不对应的光纤进行标准熔接会产生高插入损耗,并降低信号光的光束质量。信号光经激光器后光路系统的进一步损耗后,难以在激光器输出端达到所需的功率;
8.2、激光器在高反射率材料的加工过程中,会有一定的回返光进入激光器系统,回返光沿着激光器后光路系统,逆向进入发光管,可能对发光管造成损伤。因工业常用的激光器系统使用的激光波段为不可见光,一旦信号光模块被逆向激光打坏,整个激光应用系统将陷入瘫痪,且维修麻烦。
9.因此,亟需一种激光器指示用光模块以解决上述技术问题。


技术实现要素:

10.本发明的一个目的在于提出一种激光器指示用光模块,以降低正向传输信号光的损耗,保证射出的信号光的强度达到要求,同时避免激光器中的回返光损坏激光器指示用光模块。
11.为实现上述目的,本发明第一方面提供了一种激光器指示用光模块,包括依次连接的发光管、包层光剥除器和模场适配器,所述模场适配器还能与激光器后光路连接;
12.所述发光管用于发射信号光,所述包层光剥除器、所述模场适配器均能够传输所述信号光。
13.可选的,所述包层光剥除器包括进光端和出光端,所述进光端的光纤与所述发光管的光纤熔接形成第一熔接点,所述出光端的光纤与所述模场适配器的光纤熔接形成第二熔接点,所述第一熔接点和所述第二熔接点上均涂覆有胶水。
14.可选的,所述第一熔接点上的所述胶水包括高折射率胶水。
15.可选的,所述第一熔接点上的所述胶水还包括低折射率胶水,所述高折射率胶水和所述低折射率胶水沿光纤的径向交替设置。
16.可选的,所述高折射率胶水的折射率为1.5-1.6。
17.可选的,所述第二熔接点上的所述胶水包括低折射率胶水。
18.可选的,所述低折射率胶水的折射率为1.3-1.4。
19.可选的,所述包层光剥除器包括依次连接的入射光纤、包层光剥除器本体和出射光纤,所述入射光纤和/或所述出射光纤盘绕设置。
20.可选的,所述发光管包括红光激光二极管。
21.本发明的另一个目的在于提供一种激光器,以提供其稳定性。
22.为达此目的,本发明第二方面采用以下技术方案:
23.一种激光器,包括上述的激光器指示用光模块。
24.由上可见,本发明提供的技术方案,发光管发射信号光,信号光经过包层光剥除器和模场适配器后只有正常的光纤损耗。模场适配器可连接不同芯径和数值孔径的两种光纤,从而提高信号光的传输效率,优化信号光模式传输,减少因发光管与激光器后光路直接熔接引起的模式变化、功率损耗,可以实现信号光的最大功率和最佳光束质量的传输,从而预防信号光经过激光器整段光路后,能量变低,不能起到指示作用的问题。
25.包层光剥除器用于剥离由激光器后光路进入到激光器指示用光模块内的、反向传输的反向包层光,从而保护激光器指示用光模块不受损伤。
附图说明
26.图1是本发明实施例提供的激光器指示用光模块的结构示意图;
27.图2是本发明实施例提供的另一激光器指示用光模块的结构示意图。
28.图中:
29.1、发光管;
30.2、包层光剥除器;21、包层光剥除器本体;22、入射光纤;23、出射光纤;
31.3、模场适配器;
32.4、第一熔接点;5、第二熔接点;7、高折射率胶水;8、低折射率胶水;
33.30、激光器后光路。
具体实施方式
34.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
35.本发明中限定了一些方位词,在未作出相反说明的情况下,所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”这些方位词是为了便于理解而采用的,因而不构成对本发明保护范围的限制。
36.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.本实施例提供了一种激光器指示用光模块,主要用于激光器中,以提供信号光,从而对激光器起到指示和引导作用,但不限于此,还可以用于其他需要提供信号光的设备中,以降低信号光的损耗,保证射出的信号光的强度达到要求,同时避免激光器中的回返光损坏激光器指示用光模块。
39.如图1所示,本实施例提供的激光器指示用光模块包括依次连接的发光管1、包层光剥除器2和模场适配器3,模场适配器3还能与激光器后光路30连接,发光管1用于发射信号光,包层光剥除器2、模场适配器3均能够传输信号光。
40.发光管1发射指示用信号光,信号光经过包层光剥除器和模场适配器3后只有正常的光纤损耗。模场适配器3可连接不同芯径和数值孔径的两种光纤,从而提高信号光的传输效率,优化信号光模式传输,减少因发光管1与激光器后光路30直接熔接引起的模式变化、功率损耗,可以实现信号光的最大功率和最佳光束质量的传输,从而预防信号光经过激光器整段光路后,能量衰减,不能起到指示作用的问题。
41.包层光剥除器2用于剥离由激光器后光路30进入到激光器指示用光模块内的、反向传输的反馈光,从而保护激光器指示用光模块不受伤害。
42.优选地,发光管1包括红光激光二极管。红光激光二极管用于发射红光,红光作为可见光,能够很好的引起注意,具有较好的指示效果。当然,在其他可选的实施例中,发光管1可以为红光激光二极管之外的发光结构。
43.具体而言,包层光剥除器2包括进光端和出光端,进光端的光纤与发光管1的光纤熔接形成第一熔接点4,出光端的光纤与模场适配器3的光纤熔接形成第二熔接点5,第一熔接点4和第二熔接点5上均涂覆有胶水。胶水可以为第一熔接点4和第二熔接点5起到防尘以及光能量根据所需传导作用,从而避免灰尘影响熔接点的长期稳定性,并根据需要适当导出不需要的包层光。
44.在实际应用过程中,激光器的需求功率越来越高,进行工业应用时的反向传输的反馈光也会相对增多,这就需要对反向光的隔离度提出更高的要求。因此,如图2所示,为了提高激光器指示用光模块对反向光的隔离程度,本实施例提供高折射率胶水7剥离反向光,即第一熔接点4上的胶水包括高折射率胶水7。第一熔接点4处的高折射率胶水7并不会影响光纤中传输的信号光模式,且不会对信号光能量的传输造成影响,但高折射率胶水7可以将被包层光剥除器2传输至包层中的回返光剥离出激光器指示用光模块。
45.由于在高折射率胶水7剥离回返光时,回返光会经过高折射率胶水7,因此高折射率胶水7会升温,为了防止热量聚集,导致胶水融化,影响熔接点,更进一步地,第一熔接点4上的胶水还包括低折射率胶水8,高折射率胶水7和低折射率胶水8沿裸光纤包层的径向交替设置。低折射率胶水8不会剥离回返光,即采用分段式剥除回返光的方法,低折射率胶水8不会升温,低折射率胶水8将相邻的两段高折射率胶水7分离开,可以避免热量聚集。在本实
施例中,设置有一段低折射率胶水8,低折射率胶水8的两侧设置高折射率胶水7,但是在其他可选的实施例中,不限制高折射率胶水7和低折射率胶水8的段数和相应长度,根据需要适当调整。
46.优选地,由于第二熔接点5处的回返光还未经包层光剥除器2削弱,因此,此处回返光的强度较大,为避免回返光融化第二熔接点5处的胶水,第二熔接点5上的胶水设置为低折射率胶水8。信号光可以顺利地通过用于束缚光能量“泄露”的低折射率胶水8,进入模场适配器3,通过模场适配器3后,信号光的模式保持原有状态,光能量最大限度地通过,最终进入激光器后光路30系统中。
47.包层光剥除器2包括依次连接的入射光纤22、包层光剥除器本体21和出射光纤23,入射光纤22和出射光纤23盘绕设置。可以理解的是,盘绕设置是指光纤绕同一中心轴螺旋设置,并且每圈光纤直径相同,当然,相邻的两圈光纤可以相互接触,也可以设置间隙。当然,在其他可选的实施例中,还可以是入射光纤22和出射光纤23中的一个盘绕设置。可以理解的是,进光端为入射光纤22的一端,出光端为出射光纤23的一端。
48.利用弯曲应力改变光纤的折射率分布,使高阶模的回返光更快地泄露出去,从而增大功率损耗,因此,盘绕设置的入射光纤22和出射光纤23可以使回返光进入到光纤的包层中,形成在包层中传输的包层光,包层光最终利用包层光剥除器2和高折射率胶水7剥离包层外,进入外界。可以理解的是,入射光纤22和出射光纤23的盘绕半径和具体的圈数可以根据需要设置,只要可以将回返光的强度控制在预设范围内即可。
49.回返光首先近乎无损耗地通过模场适配器3和第二熔接点5处的低折射率胶水8。通过包层光剥除器2,将回返光的部分能量“泄露”到包层中,由包层光剥除器2和高折射率胶水7将回返光剥除。
50.通过高折射率胶水7和低折射率胶水8的灵活运用,结合入射光纤22和出射光纤23的弯曲选模,保证信号光较低损耗传输的情况下,提高反向光的隔离度,从而有效避免反向光损坏激光器指示用光模块。
51.优选地,本实施例中,高折射率胶水73的折射率为1.5-1.6,如折射率为1.56。低折射率胶水82的折射率为1.3-1.4,如折射率为1.369。
52.本实施例还提供了一种激光器,包括上述的激光器指示用光模块。本实施例提供的激光器稳定性好。
53.虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对其作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
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