一种模块化光纤激光头及激光设备制造技术

本发明专利技术涉及光纤激光头，具体涉及一种模块化光纤激光头及激光设备，以解决目前光纤激光头一体化设计导致损坏不可更换及不能适应应用场景变化的问题。该光纤激光头，包括激光发射模块、透镜系统模块以及设置在激光发射模块和透镜系统模块外部的冷却模块；所述激光发射模块的末端具有光纤固定腔，所述激光发射模块前端与透镜系统模块的末端可拆卸连接；透镜系统模块具有用于光斑整形的透镜；冷却模块与透镜系统模块、激光发射模块可拆卸连接。该激光设备包含所述模块化光纤激光头。本发明专利技术提供的光纤激光头采用模块化设计，并可拆卸的连接，方便更换，可以满足多种应用场景。可以满足多种应用场景。可以满足多种应用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化光纤激光头及激光设备


[0001]本专利技术涉及光纤激光头，具体涉及一种模块化光纤激光头及激光设备。

技术介绍

[0002]随着近年来光纤激光器在金属表面改性、金属焊接以及钣金切割等领域的广泛应用，人们对光纤激光器的性能及工作稳定性都提出了更高的要求。
[0003]光纤激光器一般由光学模块和电模块两大部分组成，光学模块主要包含激光发生器和光纤激光头。作为光纤激光器的重要组成部分，光纤激光头一般由光学镜筒、光纤定位器两部分组成，用于实现激光的整形和输出。光学镜筒内置有光学镜片组合系统，实现激光光斑的整形；光纤定位器主要用于光纤的定位与固定。整个光纤激光头处于输出末端，最容易受到外界不利因素的影响，包括环境温度、湿度以及洁净度都会对其产生不同程度影响甚至损坏，严重影响光纤激光器的工作稳定性。
[0004]目前光纤激光头普遍采用一体化设计制作，光纤激光头内部的相关部件都是采用一次性整体封装，不支持拆装重组，一旦光纤激光头出现污染或受损，需将整个光纤激光头进行更换，售后成本高。再者光纤激光头对使用场景也有很强的依赖性，不同的使用场景需要根据具体的客户需求来定制不同型号的光纤激光头。现有一体式结构的光纤激光头无法满足多场景使用需求，如果客户的使用需求发生变化，就需要整体更换不同型号的光纤激光头。所以不论是光纤激光头本身出现故障还是客户需求发生变化，都需要进行整体更换。
[0005]因此有必要设计一种可满足多场景应用以及可支持拆卸更换损坏部件的模块化光纤激光头。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决目前光纤激光头一体化设计导致光纤激光头部件损坏及应用场景变化时需要整体更换的问题，提出一种模块化的光纤激光头及激光设备。
[0007]本专利技术的技术方案为：
[0008]本专利技术提供一种模块化光纤激光头，其特殊之处在于：包括激光发射模块、透镜系统模块，以及设置在激光发射模块和透镜系统模块外部的冷却模块；
[0009]所述激光发射模块的末端具有光纤固定腔，所述激光发射模块前端与透镜系统模块的末端可拆卸连接；透镜系统模块具有多个用于光斑整形的透镜；冷却模块与透镜系统模块、激光发射模块可拆卸连接。
[0010]进一步地，所述激光发射模块的前端设置有与光纤固定腔连通的连接腔；所述激光发射模块还包括固定于所述连接腔内的平平镜。
[0011]平平镜的作用为防止光纤端面被污染。
[0012]进一步地，所述透镜系统模块具有保护镜腔和及位于保护镜腔后方的透镜腔；
[0013]所述透镜系统模块在保护透镜腔内设置有保护镜片，在所述透镜腔内设置有多个光斑整形透镜。
[0014]进一步地，相邻两个光斑整形透镜之间设置有隔圈；多个所述光斑整形透镜均可替换的容置于透镜腔内。
[0015]隔圈用于隔离固定光斑整形透镜，光斑整形透镜以可替换的方式设置在透镜腔内，方便根据实际使用场景更换不同的光斑整形透镜。
[0016]进一步地，所述激光发射模块的前端设置有外螺纹；所述透镜系统模块的后端设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。
[0017]进一步地，所述内螺纹的长度大于所述外螺纹的长度。
[0018]通过内螺纹长度大于外螺纹长度的设计，可以通过拧螺纹的方式微调光纤端面和准直聚焦镜之间的距离，使得通过准直聚焦镜后的光斑为准直聚焦光斑。
[0019]进一步地，所述激光发射模块的外侧与透镜系统模块连接处设置有密封槽，所述密封槽位于所述外螺纹的后侧；所述密封槽内设置有第三密封圈，用于激光发射模块与透镜系统模块之间的密封。
[0020]进一步地，所述透镜系统模块的后端沿径向设置有多个紧固螺孔，各个所述紧固螺孔位于所述内螺纹的后方；
[0021]所述紧固螺孔内设置有与各个所述紧固螺孔一一配合的紧固螺栓。所述紧固螺栓抵触于所述激光发射模块的外侧面，用于固定锁死透镜系统模块和激光发射模块。
[0022]进一步地，所述冷却模块包括套筒和第一密封圈、第二密封圈；
[0023]所述套筒套设于所述激光发射模块和所述透镜系统模块；所述套筒具有进水口和出水口；
[0024]所述激光发射模块与所述套筒之间通过第一密封圈密封连接；所述透镜系统模块与所述套筒之间通过第二密封圈密封连接。
[0025]本专利技术还提供了一种激光设备，其特殊之处在于：包括以上所述的光纤激光头。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术采用激光发射模块、透镜系统模块和冷却模块的模块化设计，各个模块之间可拆卸连接，透镜系统模块中的整形透镜可以根据实际需要设置不同数量的光斑整形透镜，使光纤激光头可以满足多种应用场景；当光纤激光头的其中一个模块损坏时，只需要更换损坏的模块即可，大大提高售后效率，降低成本。
[0028]采用本专利技术提供的光纤激光头的激光设备，同样具有适用场景丰富，光纤激光头模块更换方便的优点。
附图说明
[0029]图1为本专利技术模块化光纤激光头中透镜系统模块和激光发射模块连接结构实施例示意图；
[0030]图2为本专利技术模块化光纤激光头中透镜系统模块结构实施例示意图；
[0031]图3为本专利技术模块化光纤激光头中激光发射模块结构实施例示意图；
[0032]图4为本专利技术模块化光纤激光头中冷却模块结构实施例示意图。
[0033]附图说明如下：
[0034]1‑
透镜系统模块，2
‑
激光发射模块，3
‑
冷却模块，4
‑
透镜腔，5
‑
球面螺堵，6
‑
保护镜片，7
‑
螺堵，8
‑
内螺纹，9
‑
外螺纹，10
‑
紧固螺孔，11
‑
第三密封圈，12
‑
光纤固定腔，13
‑
平平
镜，14
‑
出水口，15
‑
进水口，16
‑
第二密封圈，17
‑
第一密封圈。
具体实施方式
[0035]以下结合附图对本专利技术做具体说明。
[0036]如图1
‑
4所示，本实施例提供的模块化光纤激光头包括激光发射模块2、透镜系统模块1和冷却模块3；按照激光传输方向，设定透镜系统模块1端为前，激光发射模块2端为后；
[0037]激光发射模块2的末端具有光纤固定腔12，激光发射模块2的前端设置有与光纤固定腔12连通的连接腔；连接腔内设置有用于安装平平镜的平平镜安装卡槽；光纤固定腔12用于定位和固定光纤，平平镜13可以防止光纤端面被污染；构成光纤固定腔12的光纤固定器采用散热性能优良的金属铜为基底进行制作。
[0038]透镜系统模块1设置有保护镜腔和保护镜腔后方的透镜腔4，透镜腔4用于安装光斑整形透镜；光斑整形透镜的数量为多个，相邻两个光斑整形透镜之间设置有隔圈；光斑整形透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化光纤激光头，其特征在于：包括激光发射模块(2)、透镜系统模块(1)，以及设置在激光发射模块(2)和透镜系统模块(1)外部的冷却模块(3)；所述激光发射模块(2)的末端具有光纤固定腔(12)，所述激光发射模块(2)前端与透镜系统模块(1)的末端可拆卸连接；透镜系统模块(1)具有多个用于光斑整形的透镜；冷却模块(3)与透镜系统模块(1)、激光发射模块(2)可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的模块化光纤激光头，其特征在于：所述激光发射模块(2)的前端设置有与光纤固定腔(12)连通的连接腔；所述激光发射模块(2)还包括固定于所述连接腔内的平平镜(13)。3.根据权利要求2所述的模块化光纤激光头，其特征在于：所述透镜系统模块(1)具有保护镜腔和及位于保护镜腔后方的透镜腔(4)；所述透镜系统模块(1)在保护镜腔内设置有保护镜片(6)，在所述透镜腔(4)内设置有多个光斑整形透镜。4.根据权利要求3所述的模块化光纤激光头，其特征在于：相邻两个所述光斑整形透镜之间设置有隔圈；多个所述光斑整形透镜均可替换的容置于透镜腔(4)内。5.根据权利要求1所述的模块化光纤激光头，其特征在于：所述激光发射模块(2)的前端设置有外螺纹(9)；所述透镜系统模块(1)的后端设置有与所述外螺纹(9)配合的内螺纹(8)。6.根据权利要求5所述的模块化光...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏华，段开椋，马宝田，
申请(专利权)人：陕西中科中美激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：