CN105633782A - 不可见激光器的外加可见光指示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不可见激光器的外加可见光指示装置，包括可见光激光器、转镜和荧光屏，所述的转镜由对不可见激光高透射的材料制成，且可绕镜片中心轴线旋转，转镜以镜片中心为扇形顶点分成三个扇形区域，分别为荧光区、反射区和透射区，所述的荧光区设置有不可见激光可激发的荧光物质，所述的反射区设置有对可见指示激光的高反射材料，所述的透射区保持镜片材料不做处理；所述的荧光屏上设置有不可见激光可激发的荧光物质。本发明实现了给红外激光外加指示光，具有操作简单、耗时少、精度高、稳定切换等特点。

Description

不可见激光器的外加可见光指示装置
技术领域
本发明属于激光技术及应用领域，涉及一种不可见激光光路显示的方法和装置，尤其涉及一种利用可见光作为指示光显示红外激光光路的镜片装置。
背景技术
工业生产和实验室研究所使用的高功率激光束多数为红外激光。红外激光肉眼不可见，给使用者调节光路造成困难。目前解决这一问题的方法主要有三种：(1)利用激光器内置的红色指示激光调整光路。这种方法最为简单方便，但部分激光器没有内置指示光，也存在部分激光器指示激光弱，发散后较难看清等问题；(2)利用红外观察仪或红外卡等辅助设备观察光路。这种方法较难单人完成光路调节，且激光功率较高时安全系数低；(3)使用者根据实际情况，在原有光路上外加指示激光。这种方法能较好解决方法(1)和(2)中存在的问题，但需要使用者准确的调整光路使外加指示光与红外激光重合，并能方便地切换指示光与红外激光。在利用常见光学元器件的情况下，调节这一过程存在精度低，耗时长，切换稳定性差等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种给红外激光、紫外激光等不可见激光外加可见指示光的方法和镜片装置，可以精确快速的调节指示激光与不可见激光光路重合，并能稳定地切换指示光与不可见激光，具有操作简单、耗时少、精度高、稳定切换等特点。
本发明的解决技术方案为：
一种不可见激光器的外加可见光指示装置，包括指示激光器、转镜和荧光屏，所述的转镜由对不可见激光高透射的材料制成，且可绕镜片中心轴线旋转，转镜以镜片中心为扇形顶点分成三个扇形区域，分别为荧光区、反射区和透射区，所述的荧光区设置有不可见激光可激发的荧光物质，所述的反射区设置有对可见指示激光高反射的物质，所述的透射区保持镜片材料不做处理，所述的荧光屏上设置有不可见激光可激发的荧光材料，转镜设置在不可见激光器的光路上，指示激光器从不可见激光器的反方向入射至转镜的背面，并经转镜反射区的反射后，与不可见激光器同轴线照射至荧光屏。
上述不可见激光器的外加可见光指示装置中，转镜通过电机带动绕镜片中心轴线旋转。
上述不可见激光器的外加可见光指示装置中，电机固定在位移台上。
上述不可见激光器的外加可见光指示装置中，转镜采用石英制成。
上述不可见激光器的外加可见光指示装置中，不可见激光为红外激光，所述的荧光物质为掺铒LiYF4或掺铒Ga2S:La2O3上转换发光材料。
上述不可见激光器的外加可见光指示装置中，电机转速大于8转/秒。
上述不可见激光器的外加可见光指示装置中，转镜可以通过手动拨动的方式旋转。
上述不可见激光器的外加可见光指示装置中，所述转镜上的荧光物质粘贴在转镜的荧光区。
上述不可见激光器的外加可见光指示装置中，高反射材料为铝箔，粘贴在转镜的反射区。
本发明具有的有益效果如下：
1、本发明提出了一种给不可见激光外加指示光的方法，可以利用可见光光束显示红外、紫外激光束光路，方便对红外光路的设计和控制。
2、本发明提出的方法可以准确快速的调整可见光与红外光重合，具有耗时少，操作简单等特点。
3、采用传统的红外显示卡捕捉不可见激光光斑时，由于红外显示卡上的荧光物质发光时间短导致采用红外显示卡在对光过程中需要不时切换卡的位置，从而带来操作不便，本发明提出的给红外激光外加指示光镜片装置，由于镜片的旋转，相当于给荧光物质产生了照射和切断之间的时间调制，有效解决了上述问题，同时还一定程度上克服了荧光物质抗激光损伤阈值低的不足。
附图说明
图1是本发明一种不可见激光器的外加可见光指示装置示意图；
图2为镜片出光面不同的扇形区域；
其中：1—不可见激光器；2—不可见激光束；3—指示激光器；4—指示激光束；5—转镜；6—电机；7—位移台；8—镜片出射光束；9—荧光屏；51—荧光区；52—反射区；53—透射区。
具体实施方式
不可见激光器1包括红外激光器和紫外激光器，下面以1064nm红外激光器为例，介绍本发明的原理。
本发明利用空间中两点确定一条直线的原理，调节指示激光与红外激光使其均经过空间中的相同的两点，以达到指示光与红外光重合的目的，因此在调节光路时应能同时观察到红外激光和指示光经过的空间两点。
如图1和图2所示，外加可见光指示装置包括指示激光器3、转镜5和荧光屏9，所述的转镜5由对不可见激光高透射的材料制成，且可绕镜片中心轴线旋转，转镜5以镜片中心为扇形顶点分成三个扇形区域，分别为荧光区51、反射区52和透射区53，所述的荧光区51设置有不可见激光可激发的荧光材料，所述的反射区52设置有对可见指示激光的高反射材料,所述的透射区53保持镜片材料不做处理。转镜5设置在不可见激光器1的光路上，指示激光器3从不可见激光器1的反方向入射至转镜5的背面，并经转镜5反射区52的反射后，与不可见激光器1同轴线照射至荧光屏9。荧光物质为掺铒LiYF4或掺铒Ga2S:La2O3上转换发光材料。镜片中心与电机6的转轴相连，电机6通过支杆与位移台7相连，位移台7能满足二维平移和旋转调节的功能。
试验中镜片装置可以稳定旋转,当镜片的荧光区51处于光路中时，由于荧光物质的上转换功能和对可见指示激光的漫反射，镜片上能同时显示红外激光光斑A点和可见指示激光光斑C点。当镜片的反射区52处于光路中时,红外激光被挡住，肉眼能观察到可见指示激光被反射到荧光屏上并留下光斑D点。当镜片的透过区53处于光路中时，红外激光直接照射在荧光屏上，荧光屏上的荧光物质能显示出光斑B点。当镜片的转速足够快(大于8转/秒)，肉眼观察到的空间光斑是一个对时间积分的结果，即能同时观察到红外激光和可见指示激光经过的空间中的四点(A点、B点、C点和D点)。只要调节可见指示激光光束的入射方向和镜片装置的姿态，使红外激光和可见指示激光经过的空间两点分别重合(A点和C点重合，B点和D点重合)，就可实现给红外激光外加指示光的目的。
此后，停止镜片旋转,使镜片的反射区52处于光路中，即可利用可见指示激光的光路来显示红外激光的光路，方便后续光路的设计和控制。完成光路设计后，旋转镜片，使其透射区53处于光路中，即可正常的使用红外激光。
本发明中镜片的扇形区域，可采用两个区域分别镀有对激光束高反射的金属膜和涂有能显示红外激光的荧光物质，另一区域不做处理，保留镜片的高透过率；也可以采用购买红外显示卡，将其裁剪后粘贴在转镜的荧光区；高反射材料则为铝箔或其他金属反射片，粘贴在转镜的反射区，方便转镜的制作。转镜的直径为20～200mm，厚度为1～10mm，材料为石英或K9玻璃等可将不可见光透过的物质。

Claims (9)

1.一种不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：包括指示激光器(3)、转镜(5)和荧光屏(9)，所述的转镜(5)由对不可见激光高透射的材料制成，且可绕镜片中心轴线旋转，转镜(5)以镜片中心为扇形顶点分成三个扇形区域，分别为荧光区(51)、反射区(52)和透射区(53)，所述的荧光区(51)设置有不可见激光可激发的荧光物质，所述的反射区(52)设置有对可见指示激光的高反射材料，所述的透射区(53)保持镜片材料不做处理；所述的荧光屏(9)上设置有不可见激光可激发的荧光物质；所述的转镜(5)设置在不可见激光器(1)的光路上，指示激光器(3)从不可见激光器(1)的反方向入射至转镜(5)的背面，并经转镜(5)反射区(52)的反射后，与不可见激光器(1)同轴线照射至荧光屏。
2.根据权利要求1所述的不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：所述的转镜(5)通过电机(6)带动绕镜片中心轴线旋转。
3.根据权利要求2所述的不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：电机(6)固定在位移台(7)上。
4.根据权利要求1所述的不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：所述的转镜(5)采用石英制成。
5.根据权利要求1所述的不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：不可见激光为红外激光，所述的荧光物质为掺铒LiYF4或掺铒Ga2S:La2O3上转换发光材料。
6.根据权利要求1所述的不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：所述电机(6)转速大于8转/秒。
7.根据权利要求1所述的不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：所述的转镜(5)可以通过手动拨动的方式旋转。
8.根据权利要求1所述的不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：所述转镜(5)上的荧光物质粘贴在转镜(5)的荧光区(51)。
9.根据权利要求1所述的不可见激光器的外加可见光指示装置，其特征在于：所述的高反射材料为铝箔，粘贴在转镜(5)的反射区(52)。
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