[實用新型]一種防光反饋的高功率半導體激光加工光源系統

有效

• 申請號: 201520187698.2
• 申請日: 2015-03-31
• 公開（公告）號: CN204517158U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 王昌飛;宋濤;王敏;劉興勝
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技有限公司
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/068;B23K26/064
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種半導體激光加工光源系統，具體為一種防光反饋并且具有反饋光分析預警功能的半導體激光加工光源系統。

背景技術

高功率半導體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長等優點，己廣泛用于激光加工領域。在激光加工過程中，高功率半導體激光器出射的激光在加工件表面加工時，加工件會對激光進行部分反射，這部分反饋光極易進入高功率半導體激光器中，造成激光器輸出光譜的不穩定，輸出功率的抖動等現象，甚至會降低半導體激光器的使用壽命。目前消除反饋光的技術主要基于法拉第隔離鏡原理或光的偏振原理，一般采用檢偏器或雙折射晶體、波片等光學器件，這種消除光反饋的方法由于引入多個光學器件，會降低系統的光學效率，且當防反饋的光學器件損壞或失效時，不但不能消除加工工件反射的反射光，還有可能直接反射部分激光能量，嚴重影響了系統的可靠性。

實用新型內容

本實用新型提供一種防光反饋的高功率半導體激光加工光源系統，不但有效防止反饋光回射損傷激光器，而且可以對反饋光進行分析和預警，提高了系統的可靠性。

本實用新型的技術方案如下：

一種防光反饋的高功率半導體激光加工光源系統，包括半導體激光器，光學整形模塊，殼體，防反饋遮板，信號傳輸部件以及反饋光分布分析與預警控制器。

所述的半導體激光器固定設置于殼體內，所述的光學整形模塊固定設置于殼體內且位于半導體激光器的出光方向上，殼體的前端設置保護窗口，保護窗口的中心位于半導體激光器出光光路的光軸上。所述的防反饋遮板設置在半導體激光器與光學整形模塊之間且靠近半導體激光器，防反饋遮板的四周接觸殼體，將殼體內部分為兩個腔體，該防反饋遮板對應半導體激光器的位置設有通孔，通孔的尺寸可以使半導體激光器發出的激光光束完全通過。

所述的半導體激光器為半導體激光器疊陣。

所述的防反饋遮板面向半導體激光器的表面上設置有多個熱電傳感器，且多個熱電傳感器間距均勻的環繞分布在防反饋遮板通孔的四周，用于將防反饋遮板吸收的反饋光能量轉換為電信號。所述的信號傳輸部件用于將熱電傳感器產生的信號傳送至反饋光分布分析與預警控制器；所述的反饋光分布分析與預警控制器包括電路板和顯示屏，電路板用于信號處理及預警控制，顯示屏用于顯示反饋光分布分析與預警控制器處理的反饋光參數。

半導體激光器發出的激光穿過防反饋遮板的通孔，作用于被加工工件，被加工工件由于漫反射產生回射的反饋光，回射的反饋光大部分會被防反饋遮板阻擋且吸收，反饋光的能量會轉化為熱量，由熱電傳感器處理轉換成電信號，經信號傳輸部件傳送至反饋光分布分析與預警控制器，控制器根據不同熱電傳感器產生的不同信號變化量，分析出反饋光的發射方向與能量分布，并通過顯示屏顯示所需參數。若反饋光能量超過控制器設定值時，控制器會發出預警，以提示使用者調整半導體激光器輸出功率或者安裝位置，以降低或者消除反饋光對半導體激光光源的影響。

所述的信號傳輸部件為有線傳輸部件，或者為無線傳輸部件。所述的有線傳輸部件為信號電纜，信號電纜的數量與熱電傳感器的數量相同且信號電纜與熱電傳感器一一對應，所述每一條信號電纜的一端均連接在反饋光分布分析與預警控制器上，另一端分別與所對應的熱電傳感器連接；所述的無線傳輸部件包括設置在防反饋遮板上的信號發射端和設置在反饋光分布分析與預警控制器上的信號接收端，所述的信號發射端與熱電傳感器連接。

所述的防反饋遮板可以為光闌，所述的防反饋遮板可以采用1片光闌，也可以同時采用多片光闌，來實現更好的防反饋效果，比如采用兩片光闌，分別對應于激光光束的快軸和慢軸。防反饋遮板還可以為光吸收率高的吸收板，且吸收板上開有可以使激光完全通過的通孔。

所述的半導體激光器與防反饋遮板之間設置聚焦裝置，用于將半導體激光器發出的激光進行會聚，以減小防反饋遮板的通孔尺寸，來實現更好的防反饋效果。所述的聚焦裝置可以為一片球透鏡或者柱透鏡，也可以為多片準直透鏡，所述的多片準直透鏡分別用于對半導體激光器的快軸和慢軸進行準直，或者同時對快軸和慢軸進行準直。快軸準直透鏡為準直D型非球面透鏡，慢軸準直透鏡為柱面透鏡。

所述的光學整形模塊包括至少兩片柱透鏡或者球透鏡，用于將半導體激光器發出的激光整形為所需的光斑。

所述的熱電傳感器為熱敏電阻。

所述的半導體激光器上設置有指示單元，指示單元可以發出可見光，該可見光經光學整形模塊后會聚點位于半導體激光器光斑的中心。