激光光闸的制作方法

1.本实用新型涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种激光光闸。

背景技术：

2.光纤激光器因其具有光束质量好、效率高、散热好、结构紧凑等特点，已作为新一代的工业激光器，从全球范围看，光纤激光器发展备受瞩目，被广泛应用于激光打标、激光切割、激光焊接、激光医疗及增材制造等方面。
3.高功率全光纤连续激光器因加工效率高、稳定性强、能耗低等优点迅速在宏观加工领域替代了传统加工设备，并在高端装备制造领域需求旺盛。随着对光纤激光器多方面需求的增多，对其要求也随之增加。
4.而高功率全光纤连续激光器作为众多终端应用设备的光源，更小的体积更便于终端应用设备集成，减少占用空间；因此采用高集成度大功率的泵浦源，结构简单紧凑的光路方案，制作小体积激光器是目前光纤激光器市场的重要发展趋势。
5.为了提高高功率光纤激光器的利用率，通常会另外设置分光装置对高功率激光器输出的激光进行分光处理，即将一束激光分成两束或多束，以实现对多个激光加工设备提供激光光源，以减少高功率光纤激光器的投入使用量。
6.专利号为“202010366812.3”名称为“一种分能型高功率光纤激光器用光闸”的中国实用新型专利中，公开了一种分能型高功率光纤激光器用光闸，包括输入端口、准直镜、第一分光镜、第二分光镜、反射镜、收光器、第一聚焦镜、第二聚焦镜、第三聚焦镜、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口。第一分光镜、第二分光镜、反射镜将输入激光的能量进行分配并传输到相应的输出通道中输出。本实用新型装置使一台激光器在同一时间内为多个工作单元提供光源，监控元器件及光路状态，保证使用的安全性。
7.该专利使用了多个分光镜实现多个分光光路的激光传输，并通过对应的激光输出接口输出，通过激光输出接口内光电探测器电路的通断选择性的实现不同的激光输出接口输出激光。该专利使用了较多的分光镜来实现多光路输出激光，并且还对应使用了较多的电控元件实现激光的通断，结构及控制都比较复杂，较多的电控元件还会导致光闸的成本升高，增加了激光设备加工的成本。

技术实现要素：

8.针对现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例主要解决的技术问题是提供一种激光光闸，光路结构简化紧凑，结构硬件相应设计简化，激光加工设备的体积可大幅缩小，节约成本。
9.本实用新型实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
10.为解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例提供了一种激光光闸，包括激光输入接口、多个激光输出接口，以及光路切换装置；
11.所述激光输入接口用于将激光输入所述光路切换装置；
12.所述光路切换装置包括驱动装置、与所述驱动装置连接的安装体以及设置在所述安装体上的第一直角三棱镜；
13.所述驱动装置的输出轴设置有旋转轴线，多个所述激光输出接口环绕所述旋转轴线设置，且所述激光输出接口的中心轴线与所述旋转轴线垂直；
14.所述驱动装置能够驱动所述安装体围绕所述旋转轴线整体旋转，以将所述第一直角三棱镜的出射端选择性的旋转移动对准对应的激光输出接口，以将激光输入接口输入的激光反射至任意对应的激光输出接口输出。
15.作为优选方案，所述第一直角三棱镜的出射点射出的激光与所述激光输入接口输入的激光，方向平行或垂直。
16.作为优选方案，所述第一直角三棱镜包括斜边面及两个直角边面，其中，所述斜边面为呈45
°
角设置的第一反射面，所述两个直角边面分别为第一入射面和第一出射面。
17.作为优选方案，所述旋转轴线的延长线分别穿过所述第一反射面及第一入射面的中点。
18.作为优选方案，所述第一直角三棱镜设置在所述激光输入接口的正前方，并位于多个所述激光输出接口围绕的中心位置。
19.作为优选方案，所述光路切换装置还包括第二直角三棱镜，第二直角三棱镜及第一直角三棱镜沿着所述激光输入接口输入的激光的光路依次设置，第二直角三棱镜固定安装在所述激光输入接口的正前方，所述第一直角三棱镜位于多个所述激光输出接口围绕的中心位置。
20.作为优选方案，所述第二直角三棱镜包括斜边面及两个直角边面，其中，所述斜边面为呈45
°
角设置的第二反射面，所述两个直角边面分别为第二入射面和第二出射面。
21.作为优选方案，所述驱动装置包括可输出旋转运动的电机及与所述电机的输出端连接的驱动轴，所述安装体通过所述驱动轴与所述电机连接。
22.作为优选方案，所述激光输入接口包括沿光路依次设置的光源输入器件及准直透镜。
23.作为优选方案，所述激光输出接口包括沿输出光路依次设置的耦合透镜、剥模装置及激光输出头，所述剥模装置通过传能光纤与所述激光输出头连接；
24.所述耦合透镜将所述第一直角三棱镜反射进入的激光聚焦耦合输入至所述剥模装置进行剥模，剥模后的激光经过所述传能光纤传输至所述激光输出头输出。
25.本实用新型提供了一种激光光闸，在以驱动装置的旋转轴线为环绕轴呈环形排列有多个激光输出接口，驱动装置可驱动安装体旋转，将第一直角三棱镜输出的激光选择性的反射至对应的激光输出接口输出，实现了采用一路激光输入即可实现对多个激光输出接口分时提供激光光源。
26.可以在激光输入接口接入一台高功率全光纤连续激光器即可实现对多个激光输出接口分时提供激光光源，从而减少了高功率光纤激光器的投入使用量。
27.此外，本实用新型的激光光闸主要以机械式结构对激光输入接口输入的激光实现对多个激光输出接口分时提供激光光源，相较于采用电控式激光光闸而言，节省了电控器件及软件控制，成本更低，结构更简单。
附图说明
28.一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/单元表示为类似的元件/单元，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
29.图1是本实用新型一实施例提供的激光光闸的结构示意图；
30.图2是本实用新型另一实施例提供的激光光闸的结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
32.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
33.本实用新型提供的高功率全光纤连续激光器可以广泛用于激光打标、激光切割、激光焊接及增材制造等方面，实际使用中不作限定。
34.本实用新型实施例公开了一种激光光闸，包括激光输入接口10、多个激光输出接口20，以及光路切换装置30。
35.所述激光输入接口10用于输入激光，所述光路切换装置30包括驱动装置301、与所述驱动装置301连接的安装体302以及设置在所述安装体302上的第一直角三棱镜401。多个所述激光输出接口20环绕所述驱动装置301的输出轴的旋转轴线c设置。
36.所述驱动装置301能够驱动所述安装体302整体旋转，使第一直角三棱镜401围绕旋转轴线c同步旋转，以将所述第一直角三棱镜401的出射端选择性的旋转移动对准至对应的激光输出接口20，以将所述激光输入接口10输入的激光反射至任意对应的激光输出接口20输出。
37.优选的，所述第一直角三棱镜401出射的激光与所述激光输入接口10输入的激光平行，或者所述第一直角三棱镜401出射的激光与所述激光输入接口10输入的激光垂直。
38.以下为具体实施例：
39.实施例1
40.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种激光光闸，包括激光输入接口10、多个激光输出接口20，以及光路切换装置30。
41.其中，光路切换装置30包括驱动装置301、与所述驱动装置301连接的安装体302，以及设置在所述安装体40上的第一直角三棱镜401。多个所述激光输出接口20环绕所述驱动装置301的输出轴的旋转轴线c设置，该旋转轴线c与激光输入接口10的中心轴线垂直，同样的，激光输出接口20的中心轴线与旋转轴线c垂直。
42.其中，第一直角三棱镜401的斜边面为呈45
°
角设置的反射面402，两个直角边面分
别设置为入射面403和出射面404。第一直角三棱镜401设置在激光输入接口10的正前方，并位于多个激光输出接口20围绕的中心位置。从激光输入接口10输入的激光从入射面403射入第一直角三棱镜401内，并在反射面402处发生全反射，激光的方向转90度后从出射面404出射至对应的激光输出接口20。
43.第一直角三棱镜401通过其斜边面安装固定在安装体40上，驱动装置301的输出轴与安装体40固定连接。所述驱动装置301包括可输出旋转运动的电机(例如步进电机等)及与所述电机的输出端连接的驱动轴，所述安装体通过所述驱动轴与所述电机连接。
44.所述驱动装置301的输出轴的旋转轴线c的延长线分别穿过反射面402的中点及入射面403的中点。驱动装置301通过驱动安装体40带动第一直角三棱镜401转动，以将第一直角三棱镜401的出射面404移动对准至对应的激光输出接口20输出。
45.本实施例中激光输入接口10包括沿光路依次设置的光源输入器件101及准直透镜102，光源输入器件101用于输入激光光源，激光光源在准直透镜102准直后输入至第一直角三棱镜401。
46.激光输出接口20包括沿输出光路依次设置的耦合透镜201、剥模装置202及激光输出头203，其中所述剥模装置202通过传能光纤204与所述激光输出头203连接。所述耦合透镜201将所述第二反射面306反射进入的激光聚焦耦合输入所述剥模装置202进行剥模，将杂质光剥除，剥模后的激光经过所述传能光纤204传输至所述激光输出头203输出。
47.实施例2
48.如图2所示，本实用新型实施例提供了一种激光光闸，本实施例的激光光闸是在实施例1的基础上所做的改进，具体为：所述激光光闸包括激光输入接口10、多个激光输出接口20，以及光路切换装置30。
49.其中，光路切换装置30包括驱动装置301、与所述驱动装置301连接的安装体40，以及设置在所述安装体40上的第一直角三棱镜401。多个所述激光输出接口20环绕所述驱动装置301的输出轴的旋转轴线c设置，该旋转轴线c与激光输入接口10的中心轴线垂直，同样的，激光输出接口20的中心轴线与旋转轴线c垂直。
50.其中，第一直角三棱镜401设置在多个所述激光输出口20围绕的中心位置。光路切换装置30还包括第二直角三棱镜50，第二直角三棱镜50及第一直角三棱镜401沿着激光输入接口10输入的激光的光路依次设置，第二直角三棱镜50固定安装在激光输入接口10的正前方。
51.第一直角三棱镜401的斜边面为呈45
°
角设置的第一反射面402，两个直角边面分别设置为第一入射面403和第一出射面404。第二直角三棱镜50的斜边面为呈45
°
角设置的第二反射面501，两个直角边面分别设置为第二入射面502和第二出射面503。
52.从激光输入接口10输入的激光从第二入射面502射入第二直角三棱镜50内，并在第二反射面501处发生全反射，使激光的方向转90度后从第二出射面503出射，并从第一入射面403射入第一直角三棱镜401内，并在第一反射面402处发生全反射，激光的方向转90度后从第一出射面404出射至对应的激光输出接口20。
53.第一直角三棱镜401通过其斜边面安装固定在安装体40上，驱动装置301的输出轴与安装体40固定连接。所述驱动装置301的输出轴的旋转轴线c的延长线分别穿过第一反射面402的中点及第一入射面403的中点。驱动装置301通过驱动安装体带动第一直角三棱镜
401转动，以将第一直角三棱镜401的第一出射面404移动对准至对应的激光输出接口20输出。
54.本实施例中激光输入接口10包括沿光路依次设置的光源输入器件101及准直透镜102，光源输入器件101用于输入激光光源，激光光源在准直透镜102准直后输入至第一直角三棱镜401。
55.激光输出接口20包括沿输出光路依次设置的耦合透镜201、剥模装置202及激光输出头203，其中所述剥模装置202通过传能光纤204与所述激光输出头203连接。所述耦合透镜201将所述第二反射面306反射进入的激光聚焦耦合输入所述剥模装置202进行剥模，将杂质光剥除，剥模后的激光经过所述传能光纤204传输至所述激光输出头203输出。
56.综上所述，本实用新型实施例的激光光闸，实现了采用一路激光输入即可实现对多个激光输出接口分时提供激光光源。可以在激光输入接口接入一台高功率全光纤连续激光器即可实现对多个激光输出接口分时提供激光光源，从而减少了高功率光纤激光器的投入使用量。
57.并且，光路切换装置30中通过设置整体式的直角三棱镜，实现将激光输入接口10输入的激光反射至对应的激光输出接口20输出。激光输入接口10输入直角三棱镜内的激光，可在直角三棱镜内发生全反射，激光的反射效率较高。并且采用直角三棱镜相较于采用多个反射镜实现激光反射输出而言，可以节省反射镜的使用，以及简化光路切换装置的结构，实现轻量化、紧凑型设计应用，大幅降低激光光闸的研发、设计和制造成本。
58.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种激光光闸，其特征在于，包括激光输入接口、多个激光输出接口，以及光路切换装置；所述激光输入接口用于将激光输入所述光路切换装置；所述光路切换装置包括驱动装置、与所述驱动装置连接的安装体以及设置在所述安装体上的第一直角三棱镜；所述驱动装置的输出轴设置有旋转轴线，多个所述激光输出接口环绕所述旋转轴线设置，且所述激光输出接口的中心轴线与所述旋转轴线垂直；所述驱动装置能够驱动所述安装体围绕所述旋转轴线整体旋转，以将所述第一直角三棱镜的出射端选择性的旋转移动对准对应的激光输出接口，以将激光输入接口输入的激光反射至任意对应的激光输出接口输出。2.根据权利要求1所述的激光光闸，其特征在于，所述第一直角三棱镜的出射点射出的激光与所述激光输入接口输入的激光，方向平行或垂直。3.根据权利要求1所述的激光光闸，其特征在于，所述第一直角三棱镜包括斜边面及两个直角边面，其中，所述斜边面为呈45
°
角设置的第一反射面，所述两个直角边面分别为第一入射面和第一出射面。4.根据权利要求3所述的激光光闸，其特征在于，所述旋转轴线的延长线分别穿过所述第一反射面及第一入射面的中点。5.根据权利要求3或4所述的激光光闸，其特征在于，所述第一直角三棱镜设置在所述激光输入接口的正前方，并位于多个所述激光输出接口围绕的中心位置。6.根据权利要求3或4所述的激光光闸，其特征在于，所述光路切换装置还包括第二直角三棱镜，第二直角三棱镜及第一直角三棱镜沿着所述激光输入接口输入的激光的光路依次设置，第二直角三棱镜固定安装在所述激光输入接口的正前方，所述第一直角三棱镜位于多个所述激光输出接口围绕的中心位置。7.根据权利要求6所述的激光光闸，其特征在于，所述第二直角三棱镜包括斜边面及两个直角边面，其中，所述斜边面为呈45
°
角设置的第二反射面，所述两个直角边面分别为第二入射面和第二出射面。8.根据权利要求1所述的激光光闸，其特征在于，所述驱动装置包括可输出旋转运动的电机及与所述电机的输出端连接的驱动轴，所述安装体通过所述驱动轴与所述电机连接。9.根据权利要求1所述的激光光闸，其特征在于，所述激光输入接口包括沿光路依次设置的光源输入器件及准直透镜。10.根据权利要求1所述的激光光闸，其特征在于，所述激光输出接口包括沿输出光路依次设置的耦合透镜、剥模装置及激光输出头，所述剥模装置通过传能光纤与所述激光输出头连接；所述耦合透镜将所述第一直角三棱镜反射进入的激光聚焦耦合输入至所述剥模装置进行剥模，剥模后的激光经过所述传能光纤传输至所述激光输出头输出。

技术总结

本实用新型涉及一种激光光闸，包括激光输入接口、多个激光输出接口，以及光路切换装置；所述激光输入接口用于将激光输入所述光路切换装置；所述光路切换装置包括驱动装置、与所述驱动装置连接的安装体以及设置在所述安装体上的第一直角三棱镜；所述驱动装置的输出轴设置有旋转轴线，多个所述激光输出接口环绕所述旋转轴线设置，且所述激光输出接口的中心轴线与所述旋转轴线垂直；所述驱动装置能够驱动所述安装体围绕所述旋转轴线整体旋转，以将所述第一直角三棱镜的出射端选择性的旋转移动对准对应的激光输出接口，以将激光输入接口输入的激光反射至任意对应的激光输出接口输出。入的激光反射至任意对应的激光输出接口输出。入的激光反射至任意对应的激光输出接口输出。