CN110927900A - 水冷激光耦合器 - Google Patents

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林学春
董智勇
赵鹏飞
常亮
李达
农光壹
林谷宜
刘燕楠
于海娟
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Abstract

本发明公开了一种水冷激光耦合器，包括：水冷耦合镜片组安装筒，通过差动调节螺钉固定于耦合器的后底座，转动该差动调节螺钉调节该水冷耦合镜片组安装筒的横向位置；以及前底座，与耦合器的后底座固定连接；该水冷耦合镜片组安装筒还通过纵向螺钉与该后底座及内筒连接，转动该纵向螺钉调节该水冷耦合镜片组安装筒的纵向位置。本发明公开的该水冷激光耦合器，应用于大功率光纤耦合输出激光器，解决了激光耦合器由于热量积累而不能正常工作的问题。

Description

水冷激光耦合器
技术领域
本发明涉及固体激光技术领域，尤其涉及一种水冷激光耦合器。
背景技术
光纤耦合输出固体激光器，包括半导体激光器在工业、医疗、军事等领域具有广泛应用。相比于直接输出激光器，光纤耦合输出激光器通过一根柔性集成的光纤传输能量，更易于操作与应用。光纤耦合技术中的关键器件为激光耦合器，通过激光耦合器将空间传输的激光耦合在光纤中传输。而市场上的激光耦合器产品采用自然冷却结构。在大功率(3000W及以上)连续输出激光应用时，会出现激光耦合器过热而导致激光器不能正常出光，甚至会出现光纤输入端损坏的情况。所以光纤耦合输出激光器需要稳定、可靠的激光耦合器。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种水冷激光耦合器，以解决激光耦合器在大功率运行时由于热量积累引起的故障问题及其他技术问题。
(二)技术方案
本发明提供了一种水冷激光耦合器，包括：
水冷耦合镜片组安装筒，通过差动调节螺钉固定于耦合器的后底座，转动该差动调节螺钉调节该水冷耦合镜片组安装筒的横向位置；以及
前底座，与该耦合器的后底座固定连接。
一些实施例中，该水冷耦合镜片组安装筒包括：
外筒，具有通水道，该通水道连接冷水机；以及
内筒，与该外筒滑配组合。
一些实施例中，该水冷耦合镜片组安装筒还通过纵向螺钉与后底座及内筒连接，转动该纵向螺钉调节该水冷耦合镜片组安装筒的纵向位置。
一些实施例中，该内筒具有螺纹孔，纵向螺钉通过定位销安装于该螺纹孔。
一些实施例中，外筒上具有U型孔，内筒和外筒沿着该U型孔范围滑动。
一些实施例中，水冷耦合镜片组安装筒通过差动调节螺钉和弹簧固定螺钉固定于耦合器的后底座，转动该差动调节螺钉调节该水冷耦合镜片组安装筒的横向位置。
一些实施例中，内筒中具有台阶结构，安装耦合镜片组，且该耦合镜片组通过螺纹压环固定。
一些实施例中，耦合器前底座上具有圆孔，实现激光的输入。
一些实施例中，耦合器后底座上具有圆孔，实现激光的输出。
一些实施例中，耦合器后底座与工业传输光纤标准接口连接。
(三)有益效果
本发明提供的该水冷激光耦合器，具有以下有益效果：
(1)本发明耦合器采用水冷结构，解决了在大功率(3000W及以上)工作时，耦合器由于热量累积不能正常工作的问题；尤其是大功率光纤耦合输出半导体激光器，由于其杂散光严重的特性，必须采用水冷激光耦合器；
(2)本发明在解决耦合器热影响问题的同时，还能确保耦合镜片组的横向与纵向可调，确保耦合器的易用性；
(3)水冷激光耦合器结构简单，可靠，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例的水冷激光耦合器的立体图；
图2为本发明实施例的水冷激光耦合器结构的剖面示意图；
图3为本发明实施例的水冷激光耦合器的水冷耦合镜片组安装筒立体图；
图4为本发明实施例的水冷激光耦合器的水冷耦合镜片组安装筒剖面示意图。
图中：
水冷耦合镜片组安装筒1 差动调节螺钉2
固定螺钉3 纵向螺钉4 前底座5
后底座6 外筒11 内筒12
耦合镜片组13 螺纹压环14 圆孔A、B
进水口C 出水口D 定位销安装螺纹孔G
U型孔H
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明第一实施例提供了一种水冷激光耦合器，具体地，包括：
水冷耦合镜片组安装筒，进一步的，其包括：外筒，具有通水道，该通水道连接冷水机；以及内筒，与该外筒滑配组合。
本实施例通过外接冷水机实现冷却功能，解决了激光耦合器在大功率工作时的散热问题。
基于上述水冷激光耦合器，本发明第二实施例在其基础上设置差动调节螺钉，具体地，表现为：
水冷耦合镜片组安装筒通过差动调节螺钉固定于耦合器的后底座，转动该差动调节螺钉调节该水冷耦合镜片组安装筒的横向位置；或
水冷耦合镜片组安装筒通过差动调节螺钉和弹簧固定螺钉固定于耦合器的后底座，转动该差动调节螺钉调节该水冷耦合镜片组安装筒的横向位置。
需要说明的是，水冷耦合镜片组安装筒的固定方式，可以全为差动调节螺钉实现固定，也可以为差动调节螺钉和弹簧固定螺钉结合实现固定。且在具体固定中，优选地，螺钉个数为三个。进一步来说，可以是三个差动调节螺钉实现固定，或者是两个差动调节螺钉和一个弹簧固定螺钉实现固定。为了保证横向调节的可行性，在一些实施例中，弹簧固定螺钉为一个，差动调节螺钉的个数不受限。
本实施例中，增加差动调节螺钉的设计使耦合镜片组安装筒可以实现横向调节，方便在更复杂情况下仍然保持耦合镜片组的最佳效果。
基于上述实施方式，本发明第三实施例在所述第二实施例的基础上进一步增加了纵向螺钉，具体地，表现为：
该水冷耦合镜片组安装筒通过纵向螺钉与后底座及内筒连接，转动该纵向螺钉调节该水冷耦合镜片组安装筒的纵向位置。
本实施例中，增加纵向螺钉的设计使耦合镜片组安装筒可以实现纵向调节，结合差动调节螺钉的横向调节效果，本实施例进一步保持了耦合镜片组在更复杂情况下的最佳实现效果。
基于上述的第一至第三实施例，该水冷激光耦合器进一步包括：
耦合器前底座，与该耦合器的后底座固定连接。
且，其中：
一些实施例中，内筒具有螺纹孔，纵向螺钉通过定位销安装于该螺纹孔；
一些实施例中，外筒上具有U型孔，内筒和外筒沿着该U型孔范围滑动；
一些实施例中，内筒中具有台阶结构，安装耦合镜片组，且该耦合镜片组通过螺纹压环固定；
一些实施例中，耦合器前底座上具有圆孔，实现激光的输入；
一些实施例中，耦合器后底座上具有圆孔，实现激光的输出；
一些实施例中，耦合器后底座与工业传输光纤标准接口连接。
综合上述所有的实施方式，本发明第四实施例提供了一种水冷激光耦合器。如图1为本实施例的水冷激光耦合器的立体图，图2为本实施例的水冷激光耦合器结构的剖面示意图，图3为本实施例的水冷激光耦合器的水冷耦合镜片组安装筒立体图，图4为本实施例的水冷激光耦合器的水冷耦合镜片组安装筒剖面示意图。如图1和图2所示，该水冷激光耦合器包括：水冷耦合镜片组安装筒1、两个差动调节螺钉2、弹簧固定螺钉3、纵向螺钉4、耦合器前底座5和耦合器后底座6。如图3和图4所示，该水冷耦合镜片组安装筒1进一步包括：水冷外筒11、内筒12、耦合镜片组13和螺纹压环14。
本实施例中，水冷耦合镜片组安装筒1通过两差动调节螺钉2与弹簧固定螺钉3三点支撑固定，转动调节差动螺钉2可调节水冷耦合镜片组安装筒1的横向位置。差动螺钉2与弹簧固定螺钉3均通过螺纹固定于耦合器后底座6上。纵向螺钉4一端通过螺纹与耦合器后底座6固定，另一端通过定位销与水冷耦合器镜片安装筒1中的内筒12连接。耦合器前底座5与耦合器后底座6通过四颗螺钉固定。耦合器前底座5上具有圆孔A，使得激光输入。耦合器后底座6上具有圆孔B，使得激光输出。耦合器后底座6可与工业传输光纤标准接口QBH、QD、LLK-B、LLK-D等通过螺钉连接。
本实施例中，水冷耦合镜片组安装筒1中，水冷外筒11具有通水道，进水口为C，出水口为D。内筒12与水冷外筒11滑配组合，内筒12上具有定位销安装螺纹孔G，水冷外筒11上具有U型孔H，可使得内筒12与水冷外筒11在U型孔范围内滑动。螺纹孔G处安装的定位销与纵向螺钉4的卡槽连接，通过纵向螺钉4的转动可调节内筒12的纵向位置。内筒12中具有台阶结构可安装耦合镜片组13，并通过螺纹压环14固定。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水冷激光耦合器，其特征在于，包括：
水冷耦合镜片组安装筒，通过差动调节螺钉固定于耦合器的后底座，转动所述差动调节螺钉调节所述水冷耦合镜片组安装筒的横向位置；以及
前底座，与所述耦合器的后底座固定连接。
2.根据权利要求1所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述水冷耦合镜片组安装筒包括：
外筒，具有通水道，所述通水道连接冷水机；以及
内筒，与所述外筒滑配组合。
3.根据权利要求2所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述水冷耦合镜片组安装筒还通过纵向螺钉与所述后底座及所述内筒连接，转动所述纵向螺钉调节所述水冷耦合镜片组安装筒的纵向位置。
4.根据权利要求3所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述内筒具有螺纹孔，所述纵向螺钉通过定位销安装于所述螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述外筒上具有U型孔，所述内筒和所述外筒沿着所述U型孔范围滑动。
6.根据权利要求5所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述水冷耦合镜片组安装筒通过差动调节螺钉和弹簧固定螺钉固定于所述耦合器的后底座，转动该差动调节螺钉调节所述水冷耦合镜片组安装筒的横向位置。
7.根据权利要求5或6所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述内筒中具有台阶结构，安装耦合镜片组，且所述耦合镜片组通过螺纹压环固定。
8.根据权利要求7所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述前底座上具有圆孔，实现激光的输入。
9.根据权利要求8所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述后底座上具有圆孔，实现激光的输出。
10.根据权利要求9所述的水冷激光耦合器，其特征在于，所述后底座与工业传输光纤标准接口连接。
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