專利名稱：一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光閘裝置，具體是指用于開關大功率半導體激光器光路的一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置。
背景技術：
光閘為設置在功率半導體激光器的光路輸出口處用于阻隔外部塵垢和光熱逆向侵入損害激光器內部器件的開關裝置；功率半導體激光器應用于工業加工，加工現場煙塵飛揚、高溫光熱漫射、工況惡劣，外部塵垢侵入激光器內部附著在微透鏡表面，塵垢吸收激光能量產生的高溫導致微透鏡熱損報廢；外部光熱逆向進入激光器內部，會使激光器內部溫度激增，致使激光器受熱損壞；
現有技術采用閘板式光閘，閘板式光閘由閥體和滑動閘板構成，類似于相機快門， 激光發射時閘板抽開，激光由閥體的光路通道輸出；激光停止時閘板復位關閉，將閥體的光路通道切斷使激光器的內部器件與外部環境隔離；由于閘板式光閘的閘板密閉和遮光性不嚴，外部塵垢和光熱極易侵入激光器內部；由于閘板式光閘閥體的光路通道缺乏必要的縱深，對加工產生的外部光熱逆向返回現象無攔阻作用；此外，間板式光間依賴傳導散熱，工作時，閘板式光閘自身冷卻效率低，因此，現有技術存在密閉性、遮光性、阻逆性差，冷卻效率低的問題與不足。發明內容
針對上述現有技術存在的問題與不足，本發明采用設有矩形的光路通道、圓錐臺形的錐形芯孔、水冷水道、水冷接口、連接法蘭的閥體和圓錐臺體的閥芯構成的光閘裝置， 利用閥芯與錐形芯孔的錐面配合保證光路通道的密閉遮光性，利用水冷水道實現水冷來改善裝置整體的冷卻效果，利用矩形的光路通道的加長縱深使光路通道具備光闌作用，以阻止外部漫射的光熱逆向返回的技術方案，提供一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置，旨在通過錐面密閉、縱深光闌、水冷冷卻使大功率半導體激光器的光間裝置，達到提高密閉性、遮光性、阻逆性和冷卻效率的目的。
本發明的目的是這樣實現的一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置， 包括閥體、閥芯，其中所述的閥體為圓柱形體的二端設有圓形凸緣的連接法蘭的外觀呈工字輪狀的銅質構件；沿閥體的中心軸線設有貫穿閥體二端的矩形通孔，稱為光路通道；位于閥體的柱面中心設有與閥體的中心軸線正交，貫穿閥體柱面且正交穿過所述光路通道的圓錐臺形的通孔，稱為錐形芯孔；閥體的柱面體中設有圓形封閉的孔道，稱為水冷水道；與所述錐形芯孔的位置正交，閥體的柱面的上端設有二個豎直向上凸出的水冷接口，所述水冷接口與所述水冷水道相通；
所述的閥芯為圓錐臺形的銅質構件；閥芯的圓錐角為2° 58' 31"，即莫氏四號錐度；閥芯的錐面與閥體的所述錐形芯孔的錐面密閉配合；閥芯的二端中心分別設有用于連接用途的螺紋盲孔，稱為連接螺孔；閥芯的大頭端的上下錐面處分別設有一個用于連接CN 102545032 A定位用途的條形凹槽，稱為定位鍵槽；
閥芯密閉穿插在閥體的所述錐形芯孔中，閥芯將閥體的所述光路通道密閉阻塞， 閥芯的所述定位鍵槽位于錐形芯孔之外。
工作原理及有益效果
應用時，閥體固定連接在激光器的屏蔽箱的激光輸出口處，閥芯設有定位鍵槽的一端與氣缸的活塞桿連接，閥體的水冷接口與冷卻水管連接。
激光發射時，氣缸拉動閥芯沿閥體的錐形芯孔抽出，閥體的光路通道開通，激光由光路通道輸出；激光停止時，閥芯復位，將光路通道密閉阻塞，光路通道關閉；
閥芯與錐形芯孔的錐面配合保證了光路通道在關閉后的密閉及遮光性；由水冷接口、水冷水道實現水冷，改善了閥體、閥芯整體的冷卻效果；縱深加長的光路通道具有光闌作用，外部漫射的光熱被光路通道的側壁吸收并由閥體的水冷冷卻，從而阻止了外部漫射的光熱大量逆向返回激光器的內部。
上述，本發明采用設有矩形的光路通道、圓錐臺形的錐形芯孔、水冷水道、水冷接口、連接法蘭的閥體和圓錐臺體的閥芯構成的光閘裝置，利用閥芯與錐形芯孔的錐面配合保證光路通道的密閉遮光性，利用水冷水道實現水冷來改善裝置整體的冷卻效果，利用矩形的光路通道的加長縱深使光路通道具備光闌作用，以阻止外部漫射的光熱逆向返回的技術方案，克服了現有技術存在密閉性、遮光性、阻逆性差，冷卻效率低的問題與不足，所提供的一種矩形光束的大功率半導體激光器的光間裝置，通過錐面密閉、縱深光闌、水冷冷卻， 使大功率半導體激光器的光閘裝置達到了提高密閉性、遮光性、阻逆性和冷卻效率的目的。
圖1是本發明的一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置的外部結構示意圖2是本發明的一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置的結構剖視示意圖3是本發明的一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置，處在閥芯抽出，光路通道開啟狀態的剖視示意圖。
下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步詳細說明，但不應理解為對本發明的任何限制。
圖中閥體1、光路通道11、錐形芯孔12、水冷接口 13、水冷水道131、連接法蘭14、 閥芯2、定位鍵槽21、連接螺孔22。
具體實施方式
參閱圖1 圖3，本發明的一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置，包括閥體1、閥芯2，其中所述的閥體1為圓柱形體的二端設有圓形凸緣的連接法蘭14的外觀呈工字輪狀的銅質構件；沿閥體1的中心軸線設有貫穿閥體1 二端的矩形通孔，稱為光路通道11 ；位于閥體1的柱面中心設有與閥體1的中心軸線正交，貫穿閥體1柱面且正交穿過所述光路通道11的圓錐臺形的通孔，稱為錐形芯孔12 ；閥體1的柱面體中設有圓形封閉的孔道，稱為水冷水道131 ；與所述錐形芯孔12的位置正交，閥體1的柱面的上端設有二個豎直向上凸出的水冷接口 13，所述水冷接口 13與所述水冷水道131相通；
所述的閥芯2為圓錐臺形的銅質構件；閥芯2的圓錐角為2° 58' 31"，即莫氏四號錐度；閥芯2的錐面與閥體1的所述錐形芯孔12的錐面密閉配合；閥芯2的二端中心分別設有用于連接用途的螺紋盲孔，稱為連接螺孔22 ；閥芯2的大頭端的上下錐面處分別設有一個用于連接定位用途的條形凹槽，稱為定位鍵槽21 ；
閥芯2密閉穿插在閥體1的所述錐形芯孔12中，閥芯2將閥體1的所述光路通道 11密閉阻塞，閥芯2的所述定位鍵槽21位于錐形芯孔12之外。
工作原理及有益效果
應用時，閥體1固定連接在激光器的屏蔽箱的激光輸出口處，閥芯2設有定位鍵槽 21的一端與氣缸的活塞桿連接，閥體1的水冷接口 13與冷卻水管連接。
激光發射時，氣缸拉動閥芯2沿閥體1的錐形芯孔12抽出，閥體1的光路通道11 開通，激光由光路通道11輸出；激光停止時，閥芯2復位，將光路通道11密閉阻塞，光路通道11關閉；
閥芯2與錐形芯孔12的錐面配合保證了光路通道11在關閉后的密閉及遮光性； 由水冷接口 13、水冷水道131實現水冷，改善了閥體1、閥芯2整體的冷卻效果；縱深加長的光路通道11具有光闌作用，外部漫射的光熱被光路通道11的側壁吸收并由閥體1的水冷冷卻，從而阻止了外部漫射的光熱大量逆向返回激光器的內部。
權利要求
1. 一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置，其特征在于包括閥體(1)、閥芯O)，所述的閥體(1)為圓柱形體的二端設有圓形凸緣的連接法蘭(14)的外觀呈工字輪狀的銅質構件；沿閥體(1)的中心軸線設有貫穿閥體(1) 二端的矩形通孔，稱為光路通道 (11)；位于閥體(1)的柱面中心設有與閥體(1)的中心軸線正交，貫穿閥體(1)柱面且正交穿過所述光路通道(11)的圓錐臺形的通孔，稱為錐形芯孔(12)；閥體⑴的柱面體中設有圓形封閉的孔道，稱為水冷水道(131)；與所述錐形芯孔(12)的位置正交，閥體(1)的柱面的上端設有二個豎直向上凸出的水冷接口(13)，所述水冷接口(1 與所述水冷水道(131) 相通；所述的閥芯O)為圓錐臺形的銅質構件；閥芯O)的圓錐角為2° 58' 31"，即莫氏四號錐度；閥芯⑵的錐面與閥體⑴的所述錐形芯孔(12)的錐面密閉配合；閥芯⑵的二端中心分別設有用于連接用途的螺紋盲孔，稱為連接螺孔0 ；閥芯O)的大頭端的上下錐面處分別設有一個用于連接定位用途的條形凹槽，稱為定位鍵槽；閥芯⑵密閉穿插在閥體⑴的所述錐形芯孔(12)中，閥芯⑵將閥體⑴的所述光路通道(11)密閉阻塞，閥芯O)的所述定位鍵槽位于錐形芯孔(12)之外。
全文摘要
本發明公開了一種矩形光束的大功率半導體激光器的光閘裝置，包括閥體(1)、閥芯(2)。本發明采用設有矩形的光路通道、圓錐臺形的錐形芯孔、水冷水道、水冷接口、連接法蘭的閥體和圓錐臺體的閥芯構成的光閘裝置，用閥芯與錐形芯孔的錐面配合保證光路通道的密閉遮光性，用水冷水道實現水冷來改善裝置整體的冷卻效果，利用矩形的光路通道的加長縱深使光路通道具備光闌作用，以阻止外部漫射的光熱逆向返回的技術方案，克服了現有技術存在密閉性、遮光性、阻逆性差，冷卻效率低的問題與不足，通過錐面密閉、縱深光闌、水冷冷卻，使大功率半導體激光器的光閘裝置達到了提高密閉性、遮光性、阻逆性和冷卻效率的目的。
文檔編號H01S5/02GK102545032SQ20121002124
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者王旭葆, 陳中強 申請人:寧海縣盛源激光科技有限公司