一种表面处理激光器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种表面处理激光器，包括激光头单元、控制系统和冷却系统，所述激光头单元和所述控制系统相连；其中所述激光头单元包括谐振腔，所述谐振腔包括半导体侧泵模块、声光调Q开关、光闸、全反镜和输出镜，所述半导体侧泵模块、所述声光调Q开关、所述全反镜和所述输出镜的位置相对固定；所述控制系统和所述光闸电连接；所述激光头单元和所述控制系统的位置相对固定。本实用新型专利技术的激光器，可以有效关断高功率的激光光束，同时激光能量被压缩到宽度极窄的脉冲中发射，激光峰值功率得到提高，在进行表面处理时不会损伤材料本体；同时应用光闸保证在电源关闭的同时，完全切断激光，不会给使用人员带来伤害。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光器，具体涉及一种表面处理激光器。
技术介绍
激光技术已经成为21世纪先进的加工及制造技术，并已在全球形成了一个新兴的高技术产业。目前，激光器的研制水平已日趋成熟，并广泛应用于激光焊接、激光打孔、激光切割等方面。但是，现有技术中的激光焊接、激光打孔、激光切割等技术的原理都是在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度，使材料融化或气化来完成焊接、打孔、切割等目的的，这类激光器存在平均功率高，峰值功率低等特点，不适于应用在激光表面处理等方面。目前国内进行清洗、毛化等表面处理的方法多为物理法和化学法，这两种方法不但容易损伤材料本体，降低使用寿命，而且容易污染环境和损害操作人员的健康。与传统的物理法和化学法不同，激光进行表面处理无需使用任何破坏臭氧层的有机溶剂，且无污染、无噪声，对人体和环境无害，是一种绿色表面处理技术。在进行表面处理时，若控制激光器，使其平均功率低，峰值功率高，则吸收的能量极小，不会对材料本体造成损伤。综上，激光表面处理逐步取代传统的物理化学表面处理法将成为未来加工制造业发展的趋势。虽然激光表面处理技术在国外推广应用至今已数年了，但我国对于该技术的研宄和应用才刚刚起步，国内相关行业迫切需要一种新型的用于表面处理的激光器来进行绿色的表面处理。为了解决上述问题，中国专利申请201210405224.1公开了一种便携式激光清洗头，它包括在主光路上依次设置的全反射镜、声光调Q开关、半导体泵浦模块、输出镜和扩束镜，扩束镜的输出光方向设有扫描振镜，扫描振镜的反射光路上设有聚焦透镜。全反射镜、声光调Q开关、半导体泵浦模块和输出镜组成的声光调Q固体激光器输出的激光通过扩束镜扩束整形入射到扫描振镜，经过扫描振镜的激光，通过聚焦透镜聚焦到污染物上，进行激光清洗。
技术实现思路
本技术需要解决的现有技术的问题是:现有技术的激光器平均功率高、峰值功率低，应用于物体表面处理时容易损伤材料本体，降低使用寿命。中国专利申请201210405224.1虽然通过声光调Q的方式提高了激光输出功率，将激光器主体放置在激光清洗头中，无需通过光纤传输，解决了现有便携式激光清洗器功率低，单脉冲能量低，传输过程中会产生耦合损耗，以及传输光纤易损伤的问题，但是该激光清洗头缺少一个安全保护装置，当声光调Q开关关断的激光功率过大或过小时，可能会有漏光，会对使用人员造成潜在的伤害。具体来说，本技术提出了如下技术方案。本技术提供了一种表面处理激光器，包括激光头单元1、控制系统2和冷却系统3，所述激光头单元I和所述控制系统2相连；其中所述激光头单元I包括谐振腔4，所述谐振腔4包括半导体侧泵模块7、声光调Q开关8、光闸9、全反镜10和输出镜11，所述半导体侧泵模块7、所述声光调Q开关8、所述全反镜10和所述输出镜11的位置相对固定；所述控制系统2和所述光闸9电连接；所述激光头单元I和所述控制系统2的位置相对固定。优选的是，所述光闸9位于所述半导体侧泵模块7和所述声光调Q开关8之间，或位于所述声光调Q开关8和所述全反镜10之间，或位于所述半导体侧泵模块7和所述输出镜11之间。优选的是，所述声光调Q开关8位于所述半导体侧泵模块7和所述全反镜10之间。优选的是，所述控制系统2包括半导体侧泵模块电源12、声光调Q开关驱动电源13和光闸控制电源14。优选的是，所述半导体侧泵模块电源12与所述半导体侧泵模块7电连接；所述声光调Q开关驱动电源13和所述声光调Q开关8电连接；所述光闸控制电源14和所述光闸9电连接。优选的是，所述激光头单元I包括扩束镜5 ;所述谐振腔4和所述扩束镜5的位置相对固定。优选的是，所述输出镜11位于所述半导体侧泵模块7和所述扩束镜5之间，所述半导体侧泵模块7、所述声光调Q开关8、所述全反镜10和所述输出镜11均与所述扩束镜5的位置相对固定。优选的是，所述全反镜10、所述声光调Q开关8、所述光闸9、所述半导体侧泵模块7、所述输出镜11和所述扩束镜5的光轴位于同一直线上。优选的是，所述冷却系统3包括水冷机15和冷却管路6，所述冷却管路6包括进水管和回水管；所述激光头单元I和所述冷却系统3的位置相对固定。优选的是，所述水冷机15设置在所述激光头单元I的外部，所述冷却管路6设置在所述激光头单元I的内部。优选的是，所述全反镜可以为平面镜、凹面镜、凸面镜。优选的是，所述输出镜可以为平面镜、凹面镜、凸面镜。本技术中激光头单元作为激光发生装置，通过半导体侧泵模块、全反镜、输出镜建立和维持激光震荡，其中半导体侧泵模块可以通过调节电源输入电流实现对激光的输出功率在一定范围内连续可调。声光调Q开关为通过超声波和光柱在介质中散射的相互作用使腔的Q值随时间按一定程序变化的装置，可以有效的关断高功率的激光光束，同时可以通过外部控制信号实现对激光的输出频率在一定范围内连续可调。光闸用电磁旋铁作为驱动，通过光闸，可以阻止谐振腔内激光震荡，切断激光输出。扩束镜为能够改变激光光束直径和发散角的透镜组件，可以实现对激光的输出光斑和光束发散角度在一定范围内连续可调。控制系统分别通过控制半导体侧泵模块电源、声光调Q开关驱动电源以及光闸控制电源来改变输入电流或控制信号，从而实现激光功率、频率的调节以及激光的通断。冷却系统包括设置在激光头单元外部的水冷机以及设置在激光头单元内部冷却半导体侧泵模块，声光调Q开关，全反镜以及输出镜的进水管和回水管组成的冷却管路。通过冷却系统控制激光头温度，保证激光稳定输出。利用本技术的表面处理激光器，对物体表面进行除漆除锈处理。采用高能激光束照射工件表面，由于清洁基片(也称为母体)与表面附着物(污物)对某一波长激光能量的吸收因数差别很大，辐射到工件表面的激光能量大部分被表面附着物吸收，附着物受热汽化蒸发或瞬间膨胀，并被表面形成的蒸汽流带动，脱离物体表面。激光清洗时，由于材料本体只吸收特定波长的激光，吸收的能量极小，不会对材料本体造成损伤，从而达到去除物体表面物质同时并不破坏材料本体的目的，具体可用于钢板的除漆，除锈及清洗模具上的残留物等。由于激光脉冲的峰值功率与脉冲能量成正比，与脉冲宽度成反比，通过缩短脉冲的宽度，可以获得更高的峰值功率。本技术的有益效果是:通过用声光调Q技术将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而提高激光的峰值功率，在进行表面处理时不会损伤材料本体。利用激光进行表面处理，无需使用任何破坏臭氧层的有机溶剂，无污染、无噪声，对人体和环境无害，是一种绿色表面处理技术。同时应用光闸可以保证在电源关闭时，完全切断激光，不会给使用人员带来伤害。下面结合附图和各个【具体实施方式】，对本技术及其有益技术效果进行详细说明，其中:【附图说明】图1是实施例1的结构示意图。图中附图标记说明如下:1-激光头单元、2-控制系统、3-冷却系统、4-谐振腔、5-扩束镜、6-冷却管路、7-半导体侧泵模块、8-声光调Q开关、9-光闸、10-全反镜、11_输出镜、12-半导体侧泵模块电源、13-声光调Q开关驱动电源、14-光闸控制电源、15-水冷机。【具体实施方式】如上所述，本技术的目的在于:提供一种用于表面处理的激光器，利用声光调Q技术将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而提高激光的峰值功率，不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面处理激光器，其特征在于，包括激光头单元(1)、控制系统(2)和冷却系统(3)，所述激光头单元(1)和所述控制系统(2)相连；其中所述激光头单元(1)包括谐振腔(4)，所述谐振腔(4)包括半导体侧泵模块(7)、声光调Q开关(8)、光闸(9)、全反镜(10)和输出镜(11)，所述半导体侧泵模块(7)、所述声光调Q开关(8)、所述全反镜(10)和所述输出镜(11)的位置相对固定；所述控制系统(2)和所述光闸(9)电连接；所述激光头单元(1)和所述控制系统(2)的位置相对固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张妍，李瑞行，王涛，季鸿鸣，
申请(专利权)人：山西暗睛光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14