一種高功率激光吸收裝置，包括吸收激光的吸收體(1)、反射激光的反射體(2)和防止激光溢出的擋光光闌(3)，反射體(2)和擋光光闌(3)分別設(shè)在吸收體(1)的二端，安裝于吸收體前端的擋光光闌(3)設(shè)有通光孔徑(15)，其直徑小于吸收體(1)內(nèi)壁直徑，其特征在于：所述的激光入射光線進(jìn)入到擋光光闌(3)和吸收體(1)體腔內(nèi)的鋸齒狀斜面(9)后再到反射體(2)，被多次反射和吸收最終被吸收體(1)吸收轉(zhuǎn)化為熱量并被冷卻水帶走。本實(shí)用新型專利技術(shù)，采用106°或者165°的反射體，當(dāng)激光射到反射體時(shí)激光被反射到吸收體腔內(nèi)的鋸齒狀斜面上，經(jīng)過11次來回反射后，激光能量基本被吸收體吸收。采用水循環(huán)冷卻方式散熱，保證在充分吸收激光能量的前提下良好散熱，本實(shí)用新型專利技術(shù)的激光吸收裝置穩(wěn)定、可靠、安全，可以長時(shí)間連續(xù)使用。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種高功率激光器的激光吸收裝置，屬于高功率激光
技術(shù)介紹
激光加工技術(shù)以其優(yōu)越的加工性能正在逐漸替代傳統(tǒng)的加工技術(shù)，基于高功率全固態(tài)激光器的加工裝備廣泛應(yīng)用于汽車、鐵路、船舶、冶金、石化、國防以及航空航天等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。在激光加工過程中，激光光束需要頻繁的暫停來滿足加工的需要，通常的做法是利用光閘將激光束導(dǎo)入激光吸收裝置中。由于高功率激光器的激光能量高，破壞性強(qiáng)，對人體尤其是眼睛的危害巨大，同時(shí)容易造成環(huán)境污染。所以，激光吸收裝置在高功率激光加工應(yīng)用中發(fā)揮著極其重要的作用。現(xiàn)有的激光吸收裝置普遍存在一個(gè)問題，即激光束進(jìn)入激光吸收裝置后不能完全吸收，有一部分光束會(huì)通過激光進(jìn)入口散射到吸收裝置外，如果激光吸收裝置置于激光器內(nèi)部便會(huì)引起內(nèi)部空氣溫度升高，長時(shí)間運(yùn)行時(shí)會(huì)影響激光器的穩(wěn)定運(yùn)行，如果激光吸收裝置置于激光器外部的光路上，溢出的散射光也會(huì)加熱光路密封罩，存在潛在的不安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對以上不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種高功率激光束吸收裝置，是在吸收體內(nèi)設(shè)置對激光光束進(jìn)行吸收的鋸齒狀斜面，其反射體是椎體，激光在反射體、吸收體和擋光光闌之間被多次反射和吸收最終轉(zhuǎn)化為熱量被冷卻水帶走。本技術(shù)的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種高功率激光吸收裝置，包括吸收激光的吸收體、反射激光的反射體和防止激光溢出的擋光光闌，反射體和擋光光闌分別設(shè)在吸收體的二端，吸收體的內(nèi)腔體設(shè)有鋸齒狀斜面，內(nèi)部有吸收體水循環(huán)通道I，外殼體上有吸收體進(jìn)水口和吸收體出水口，反射體是椎體，椎體部分與吸收體的內(nèi)腔配合，安裝于吸收體前端的擋光光闌設(shè)有通光孔徑，其直徑小于吸收體內(nèi)壁直徑，其特征在于:所述的激光入射光線進(jìn)入到擋光光闌和吸收體體腔內(nèi)的鋸齒狀斜面后再到反射體，激光在反射體、吸收體和擋光光闌之間被多次反射和吸收最終被吸收體吸收轉(zhuǎn)化為熱量并被冷卻水帶走。所述的吸收體是由外殼體和內(nèi)腔體焊接而成的，內(nèi)部有吸收體水循環(huán)通道I,外殼體上有吸收體進(jìn)水口 I和吸收體出水口 I，兩側(cè)的螺紋孔連接吸收體、反射體和擋光光闌，圓面上的螺紋孔固定激光吸收裝置；內(nèi)腔體內(nèi)壁環(huán)繞有鋸齒狀斜面，鋸齒尖角為60°，一面水平，斜面朝向反射體，一方面將激光反射給反射體，另一方面吸收輻射到內(nèi)壁上的激光，熱量由其內(nèi)部的冷卻水帶走；被鋸齒狀斜面反射的光線將再次被反射體反射到鋸齒狀斜面，形成由反射體到鋸齒狀斜面的多次反射結(jié)構(gòu)，最終激光被吸收體吸收轉(zhuǎn)化為熱量并被冷卻水帶走。所述的吸收體由不銹鋼或者鋁合金材料焊接而成，內(nèi)部是環(huán)形吸收體水循環(huán)通道I，當(dāng)材質(zhì)為鋁合金時(shí)，外殼體和內(nèi)腔體分別陽極氧化，然后進(jìn)行焊接，焊接后修平焊接面，表面進(jìn)行第二次陽極氧化并發(fā)黑。所述的吸收體的內(nèi)壁直徑在20mm到35mm之間。所述的反射體的一端是椎體，表面拋光，對激光有極高的反射率，內(nèi)部有反射體水循環(huán)通道II，外有反射體進(jìn)水口 II和反射體出水口 II。所述的反射體的材質(zhì)是黃銅或者紫銅，圓錐面拋光，圓錐的角度為106°或者165。。所述的擋光光闌安裝于吸收體的前端，內(nèi)有擋光光闌水循環(huán)通道III，外有擋光光闌進(jìn)水口 III和擋光光闌出水口 III，沉孔為連接孔，通光孔徑直徑小于吸收體的內(nèi)壁直徑，可有效阻止雜散光的外溢。所述的擋光光闌的材質(zhì)為不銹鋼，通光孔徑15為12mm 22mm。本技術(shù)，采用106°或者165°的反射體，當(dāng)激光射到反射體時(shí)激光被反射到吸收體腔內(nèi)的鋸齒狀斜面上，再次將激光反射到反射體。經(jīng)過11次來回反射后，激光能量基本被吸收體吸收。吸收體、反射體和擋光光闌均采用水循環(huán)冷卻方式散熱，保證在充分吸收激光能量的前提下良好散熱，本專利技術(shù)的激光吸收裝置穩(wěn)定、可靠、安全，可以長時(shí)間連續(xù)使用。可以用于激光器內(nèi)部或者外部吸收0.5 5kw的激光能量。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。附圖說明圖1是本技術(shù)的激光吸收裝置圖。圖2是本技術(shù)的吸收體剖面圖。圖3是本專利技術(shù)的吸收體的另一面剖面圖。圖4是本技術(shù)的反射體剖面圖。圖5是本技術(shù)的擋光光闌剖面圖。圖6是本技術(shù)的光線追跡圖。圖中:1.吸收體；2.反射體；3.擋光光闌；4.吸收體外殼體；5.吸收體內(nèi)腔體；6.吸收體進(jìn)水口 I ;7.吸收體出水口 I ;8.吸收體水循環(huán)通道I ;9.鋸齒狀斜面；10吸收體的連接螺紋孔；11.反射體進(jìn)水口 II ；12.反射體出水口 II ；13.反射體水循環(huán)通道II ；14.反射體反射面；15.擋光光闌通光孔；16.擋光光闌進(jìn)水口 III ；17.擋光光闌水循環(huán)通道III ；18.擋光光闌出水口 III ；19.擋光光闌連接孔；20.入射光線；21.溢出光線。具體實(shí)施方式由圖1知，一種高功率激光吸收裝置，包括吸收激光的吸收體1、反射激光的反射體2和防止激光溢出的擋光光闌3，反射體2和擋光光闌3分別設(shè)在吸收體I的二端，采用常見車削、銑削等機(jī)械加工手段實(shí)現(xiàn)，反射體表面可用拋光膏拋光，之后三者用螺釘連接即可。激光入射光線通過擋光光闌3進(jìn)入吸收體I射到反射體2上，反射體2將入射光線反射到內(nèi)腔體的鋸齒狀斜面9后再被反射到反射體2，激光在反射體2、吸收體I和擋光光闌3之間被多次反射和吸收最終被吸收體I吸收轉(zhuǎn)化為熱量并被冷卻水帶走。由圖2、圖3知，是本實(shí)施例的吸收體剖面圖。吸收體I是由外殼體5和內(nèi)腔體4焊接而成的，內(nèi)部有吸收體水循環(huán)通道18，外殼體上有吸收體進(jìn)水口 16和吸收體出水口 17，兩側(cè)的螺紋孔10連接吸收體1、反射體2和擋光光闌3，吸收體I的內(nèi)腔體4內(nèi)壁環(huán)繞有鋸齒狀斜面9，圓面上的螺紋孔10固定激光吸收裝置；鋸齒狀斜面9的鋸齒尖角為60°，一面水平，斜面朝向反射體2，一方面將激光反射給反射體2，另一方面吸收輻射到內(nèi)壁上的激光，熱量由其內(nèi)部的冷卻水帶走；被鋸齒狀斜面9反射的光線將再次被反射體2反射到鋸齒狀斜面9，形成由反射體2到鋸齒狀斜面9的多次反射結(jié)構(gòu)，最終激光被吸收體I吸收轉(zhuǎn)化為熱量并被冷卻水帶走。吸收體I的內(nèi)壁直徑在20mm到35mm之間。材質(zhì)由不銹鋼或者招合金材料焊接而成，當(dāng)材質(zhì)為鋁合金時(shí)，外殼體和內(nèi)腔體分別陽極氧化，然后進(jìn)行焊接，焊接后修平焊接面，進(jìn)行第二次陽極氧化并發(fā)黑。由圖4知，是本實(shí)施例的反射體剖面圖。反射體2是椎體，表面14拋光，圓錐的角度為106°或者165°。對激光有極高的反射率，椎體部分與吸收體I的內(nèi)腔配合，反射體2內(nèi)設(shè)有水循環(huán)通道Π13，外部有反射體進(jìn)水口 IIll和反射體出水口 1112。反射體2的材質(zhì)是黃銅或者紫銅。錐角表面14先采用粒度10 μ m的拋光膏粗拋，然后采用粒度3 μ m和0.5 μ m的拋光骨精拋。由圖5知，是本實(shí)施例的擋光光闌剖面圖。安裝于吸收體前端的擋光光闌3設(shè)有通光孔徑15，內(nèi)有擋光光闌水循環(huán)通道II117，外有擋光光闌進(jìn)水口 II116和擋光光闌出水口 11118，沉孔19為連接孔，通光孔徑15直徑小于吸收體I的內(nèi)壁直徑，可有效阻止雜散光的外溢。擋光光闌3的材質(zhì)為不銹鋼，通光孔徑15為12mm 22mm。由圖6知，是本實(shí)施例的光線追跡圖。經(jīng)LightTool光線追跡，當(dāng)反射體錐角為106°和165°時(shí)，入射光線20在吸收體I和反射體2之間反射的次數(shù)超過11次光線21開始溢出通光孔徑15，而錐角為其他角度時(shí)，入射本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高功率激光吸收裝置，包括吸收激光的吸收體(1)、反射激光的反射體(2)和防止激光溢出的擋光光闌(3)，反射體(2)和擋光光闌(3)分別設(shè)在吸收體(1)的二端，吸收體(1)的內(nèi)腔體(4)設(shè)有鋸齒狀斜面(9)，內(nèi)部有吸收體水循環(huán)通道I(8)，外殼體上有吸收體進(jìn)水口(6)和吸收體出水口(7)，反射體(2)是椎體，椎體部分與吸收體(1)的內(nèi)腔配合，安裝于吸收體前端的擋光光闌3()設(shè)有通光孔徑(15)，其直徑小于吸收體()1內(nèi)壁直徑，其特征在于：所述的激光入射光線進(jìn)入到擋光光闌(3)和吸收體(1)體腔內(nèi)的鋸齒狀斜面(9)后再到反射體(2)，被多次反射和吸收最終被吸收體(1)吸收轉(zhuǎn)化為熱量并被冷卻水帶走。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙鵬飛，常亮，趙偉芳，農(nóng)光壹，李達(dá)，董智勇，林學(xué)春，林培晨，
申請(專利權(quán))人：江蘇中科四象激光科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32
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