[發(fā)明專利]激光器機(jī)械光閘裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510323344.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104852255B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮愛(ài)新;薛偉;呂豫文;李峰平;張津超;陸金花;張健;朱德華;曹宇;瞿建武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/02
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/02;H01S3/09;H01S3/10;H01S3/081
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 王玉國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光器機(jī)械光閘裝置，屬于激光加工裝備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

機(jī)械光閘是激光加工過(guò)程中，對(duì)諧振腔出射的激光進(jìn)行快速控制關(guān)閉和出光的一種裝置。在激光加工一般情況下，光閘的通斷頻率要求不是很高，但在某些特殊領(lǐng)域如激光單脈沖加工需降低激光脈沖頻率時(shí)，現(xiàn)有的機(jī)械光閘難以滿足該要求。

現(xiàn)有機(jī)械光閘工作方式主要有氣缸、直線電磁鐵、繼電器、電磁閥、步進(jìn)電機(jī)等，降低了光閘的反應(yīng)速度。然而，近年來(lái)Q開(kāi)關(guān)的研究和應(yīng)用可以使其在外光路中作為光閘使用，且其具有較高的響應(yīng)速度，但Q開(kāi)關(guān)會(huì)使激光的模式發(fā)生變化，對(duì)于大功率的激光可能無(wú)法關(guān)閉所產(chǎn)生的激光，且Q開(kāi)關(guān)其價(jià)格昂貴，尚不能得到較廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可調(diào)節(jié)激光脈沖輸出頻率、可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠的激光器機(jī)械光閘裝置。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

激光器機(jī)械光閘裝置，特點(diǎn)是：包括脈沖掃描機(jī)構(gòu)、脈沖調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和出光機(jī)構(gòu)，所述脈沖掃描機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)盤(pán)固定支架，旋轉(zhuǎn)盤(pán)固定支架上安裝有上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)，其上各加工有數(shù)個(gè)通孔，上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)盤(pán)中心孔與伺服電機(jī)的傳動(dòng)軸相連接，伺服電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)盤(pán)固定支架上；

所述脈沖調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括上旋轉(zhuǎn)盤(pán)側(cè)面安裝的數(shù)個(gè)反射鏡、下旋轉(zhuǎn)盤(pán)側(cè)面安裝的數(shù)個(gè)反射鏡、半導(dǎo)體激光器和旋轉(zhuǎn)盤(pán)光電檢測(cè)裝置，所述半導(dǎo)體激光器安裝在半導(dǎo)體激光器支架上，半導(dǎo)體激光器支架與支座相連接，支座固定在底座上；所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)光電檢測(cè)裝置底部固定在旋轉(zhuǎn)盤(pán)固定支架上；

所述出光機(jī)構(gòu)包括反射鏡機(jī)構(gòu)和反光鏡光電檢測(cè)裝置，所述反射鏡機(jī)構(gòu)包括反射鏡，反射鏡安裝在反射鏡支架上，反射鏡支架下方連接有反射鏡安裝座，反射鏡支架與氣缸桿和滑塊相連接，滑塊可沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，導(dǎo)軌固定在出光機(jī)構(gòu)后固定板上，出光機(jī)構(gòu)后固定板與出光機(jī)構(gòu)上固定板連接，出光機(jī)構(gòu)上固定板安裝在旋轉(zhuǎn)盤(pán)固定支架上。

進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，工控機(jī)控制伺服電機(jī)帶動(dòng)上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到上通孔和下通孔對(duì)準(zhǔn)激光束中心，加工激光光束通過(guò)上通孔和下通孔的中心到達(dá)反射鏡，加工激光光束到達(dá)光電檢測(cè)裝置，光電檢測(cè)裝置與工控機(jī)連接，檢測(cè)到信號(hào)，記錄下信號(hào)的強(qiáng)度和時(shí)間；反射鏡安裝座上安裝有俯仰調(diào)節(jié)螺釘、高度調(diào)節(jié)螺釘和偏擺角調(diào)節(jié)螺釘，通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整將加工激光光束反射到光電檢測(cè)裝置上的X、Y和Z三個(gè)方向上的位置。

更進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光入射到上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)的側(cè)面，上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，激光經(jīng)過(guò)上旋轉(zhuǎn)盤(pán)反射鏡和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)反射鏡反射到光電檢測(cè)裝置上，光電檢測(cè)裝置與工控機(jī)連接，檢測(cè)到信號(hào)，記錄下信號(hào)的強(qiáng)度和時(shí)間；半導(dǎo)體激光器支架上安裝有俯仰角調(diào)節(jié)螺釘、高度調(diào)節(jié)螺釘和偏擺角調(diào)節(jié)螺釘，通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整半導(dǎo)體激光束在上旋轉(zhuǎn)盤(pán)反射鏡和為下旋轉(zhuǎn)盤(pán)反射鏡上的X、Y和Z三個(gè)方向上的位置。

更進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，工控機(jī)與氣缸控制器連接，左側(cè)定位接近開(kāi)關(guān)信號(hào)觸發(fā)時(shí)，氣缸桿處于伸出狀態(tài)，反射鏡置于加工激光光路中，右側(cè)定位接近開(kāi)關(guān)信號(hào)觸發(fā)時(shí)，氣缸桿處于回縮狀態(tài)，反射鏡從加工激光光路中移出，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥改變氣缸桿伸出和縮回的速度。

更進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，所述光電檢測(cè)裝置檢測(cè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速和加工激光的脈沖時(shí)序，信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)計(jì)算機(jī)控制旋轉(zhuǎn)盤(pán)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

再進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，加工激光最終的輸出頻率通過(guò)上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速控制，出光時(shí)間由出光機(jī)構(gòu)控制。

再進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，所述上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)的圓孔直徑與入射激光的光束直徑相同，上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)表面涂覆有激光吸收層。

再進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，所述反射鏡的弧面與上旋轉(zhuǎn)盤(pán)和下旋轉(zhuǎn)盤(pán)圓周同心，半導(dǎo)體激光器、光電檢測(cè)裝置和旋轉(zhuǎn)盤(pán)中心軸安裝在底座中垂面上。

再進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，所述半導(dǎo)體激光器支架上安裝有三個(gè)分別調(diào)節(jié)俯仰角、偏擺角和高度的調(diào)節(jié)螺釘。

再進(jìn)一步地，上述的激光器機(jī)械光閘裝置，其中，所述氣缸桿與氣缸連接，氣缸安裝在反光導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上固定板上，反光導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上固定板與旋轉(zhuǎn)盤(pán)固定支架相連接，氣缸上安裝有定位接近開(kāi)關(guān)。

本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在：