專利名稱：光路調節模塊及激光器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種激光設備，特別涉及一種激光器的光路調節模塊，以及采用該光路調節模塊的激光器。
背景技術：
大型激光設備通常包括多個物理上獨立的光學模塊，該多個光學模塊通過光學器件實現光路連接。請參閱圖1，是一種現有技術中大型的激光設備的模塊示意圖。該激光設備1包括多個光學模塊11和多個反射鏡組12。光束Ll進入光學模塊Ila后，經過該光學模塊Ila的作用，再從該光學模塊Ila出射。自該光學模塊Ila出射的光束Ll依次經過反射鏡121a和反射鏡12 后，射向光學模塊lib。之后光束Ll在經過光學模塊lib的作用后出射，在依次經過反射鏡121b和122b后射向下一個光學模塊，最終光束Ll從光學模塊Ilz出射。通常，對該激光設備1，為了使得光路調節簡化，通常是將每一個光學模塊11內部的各個器件調節好并將各個器件位置固定之后，再將整個調節好的光學模塊11安裝于該激光設備1中，然后再次調試。然而，對于激光器而言，特別是高增益型激光器，其激光光束的直徑一般較小，例如只有1毫米；其增益介質的直徑也較小，例如只有2毫米。在這種情況下，離線調試(未將光學模塊安裝于該激光設備1之前的調試)完畢的光學模塊，通常會因為離線調試的光束與該激光設備1中的光束很難保證完全一致，導致該激光設備1中的光束很難通過該光學模塊中的增益介質等，使得該激光設備1無法實現預定功能。因此，對現有激光設備1而言，其光路調節難度較大。
發明內容
有鑒于現有技術中激光器調節的難度較大問題，有必要提供能減輕激光器調節難度的光路調節模塊。同時，還有必要提供一種調節難度較低的激光器。—種用于激光器的光學功能模塊的光路調試光路調節模塊，該光學功能模塊至少包括一個第一光線導出器件和一個第二光線導出器件，該光路調節模塊包括一個第一窗口片、一個第二窗口片、一個第一圖像采集器和一個第二圖像采集器。自該第一光線導出器件導出的光線透過該第一窗口片射向該第一圖像采集器。自該第二導出器件導出的光線透過該第二窗口片射向該第二圖像采集器。進一步地，該光路調節模塊還包括一個第一棱鏡，該棱鏡置于該第一光線導出器件和該第一窗口片之間；自該第一光線導出器件導出的光線在經過該第一窗口片之前還經過該棱鏡。進一步地，該光路調節模塊還包括一個第二棱鏡，該棱鏡置于該第二光線導出器件和該第二窗口片之間；自該第二光線導出器件導出的光線在經過該第二窗口片之前還經過該第二棱鏡。進一步地，該光路調節模塊還包括一個密封殼體，該第一窗口片和該第二窗口片固定于該密封殼體上。進一步地，該第一窗口片和該第二窗口片的至少一個上設置有十字交叉線，或者該第一窗口片和該第二窗口片的至少一個上設置有一個用于容置相應圖像采集器的通孔。一種激光器，其包括一個光學功能模塊和一個光路調節模塊。該光學功能模塊至少包括一個第一光線導出器件和一個第二光線導出器件。該光路調節模塊包括一個第一窗口片、一個第二窗口片、一個第一圖像采集器和一個第二圖像采集器。自該第一光線導出器件導出的光線透過該第一窗口片射向該第一圖像采集器。自該第二導出器件導出的光線透過該第二窗口片射向該第二圖像采集器。進一步地，該第一光線導出器件和該第二光學導出器件為偏振片、反射鏡和分光棱鏡中的一個或者多個。進一步地，該光路調節模塊還包括至少一個棱鏡，該棱鏡置于該第一光線導出器件和該第一窗口片之間，自該第一光線導出器件導出的光線在經過該第一窗口片之前還經過該棱鏡；或者該棱鏡置于該第二光線導出器件和該第二窗口片之間，自該第二光線導出器件導出的光線在經過該第二窗口片之前還經過該第二棱鏡。進一步地，該激光器還包括一個反射鏡組，該反射鏡組用于提供光束至該光學功能模塊；該光路調節模塊還包括一個密封殼體，該密封殼體包括填充有透光介質的入光孔和出光孔；該第一窗口片和該第二窗口片固定于該密封殼體上；該光學功能模塊收容于該密封殼體內，該反射鏡組位于該密封殼體外；該反射鏡組向該光學功能模塊提供的光束通過該填充有透光介質的入光孔射向該光學功能模塊。相對于現有技術，由于本發明光學功能模塊包括一個第一窗口片、一個第二窗口片、一個第一圖像采集器和一個第二圖像采集器；自該第一光線導出器件導出的光線透過該第一窗口片射向該第一圖像采集器；自該第二導出器件導出的光線透過該第二窗口片射向該第二圖像采集器；由于兩點可以確定一條直線，可以確定一條光束，因此當該第一圖像采集器和該第二圖像采集器相應采集的離線調節光束和在線調節光束位置重合時，就實現相應的激光器的光學功能模塊有效調節，從而使得激光器的光學功能模塊光路調節變得相對簡單，操作性強。相對于現有技術，由于本發明激光器的光學功能模塊包括一個第一窗口片、一個第二窗口片、一個第一圖像采集器和一個第二圖像采集器；自該第一光線導出器件導出的光線透過該第一窗口片射向該第一圖像采集器；自該第二導出器件導出的光線透過該第二窗口片射向該第二圖像采集器；由于兩點可以確定一條直線，可以確定一條光束，因此當該第一圖像采集器和該第二圖像采集器相應采集的離線調節光束和在線調節光束位置重合時，就實現該激光器的有效調節，從而使得激光器光路調節變得簡單，操作性強。
圖1是是一種現有技術中大型的激光設備的模塊示意圖。圖2是本發明激光器第一優選實施方式的結構示意圖。圖3是圖2所示的一個光學功能模塊、一個光路調節模塊和一個反射鏡組的示意圖。圖4是第一窗口片的結構示意圖。圖5是本發明激光器第二優選實施方式的局部結構示意圖。
具體實施例方式請參閱圖2，是本發明激光器第一優選實施方式的結構示意圖。該激光器2包括多個光學功能模塊21、多個光路調節模塊22和多個反射鏡組23。該激光器2是一種大型的復雜的激光設備，該多個光學功能模塊21用于實現該激光器2中的各個功能單元。該多個光路調節模塊22用于協助每一個光學功能模塊21進行光路調節。該多個反射鏡組23用于光學功能模塊21光路連接。具體的，每一個光學功能模塊21配備一個光路調節模塊22，相鄰的兩個光學功能模塊21之間設置一個反射鏡組23。請參閱圖3，圖3是圖2所示的一個光學功能模塊21、一個光路調節模塊22和一個反射鏡組23的示意圖。該光學功能模塊21包括一個第一偏振片211、一個激光晶體棒212、一個泵浦源213、一個隔離器214、一個第一反射鏡215、一個第二反射鏡216、一個光處理模塊217和一個第二偏振片218。該光路調節模塊22包括一個棱鏡221、一個第一窗口片222、一個第一圖像采集器223、一個第二窗口片2M和一個第二圖像采集器225。該反射鏡組23包括一個第一反射鏡231和一個第二反射鏡232。該第一反射鏡231和該第二反射鏡232為45度反射鏡。光束L21從該第一反射鏡231處入射，經過該第一反射鏡231反射后，射向該第二反射鏡232。之后，光束L21被該第二反射鏡232反射至該第一偏振片211。光束L21經過該第一偏振片211透射形成光束L22，經過該第一偏振片211反射形成光束L23。光束L22的強度遠大于光束L23的強度。該光束L22依次經過該激光晶體棒212和該隔離器214后射向該第一反射鏡215。該第一反射鏡215和該第二反射鏡216針對特定波長的光可以基本實現全反射，例如對該激光器2工作時的光可以實現全反射，對其他波長的光同時具有透射和反射。光束L22被該第一反射鏡215反射后形成光束L24，被該第一反射鏡215透射形成光束L25。該光束LM依次經過該隔離器214和該激光晶體棒212后射向該第一偏振片211，被該第一偏振片211反射至該第二反射鏡216，再被該第二反射鏡216反射，同時經過該光處理模塊217和被該第二偏振片218透射后從該光學功能模塊處射。該光束L22首先經過該棱鏡221，然后通過該第一窗口片222后射向該第一圖像采集器223。該棱鏡221用于引導光束L22射向該第一窗口片222。該光束L25經過該第二窗口片2M后射向該第二圖像采集器225。該第一圖像采集器223和該第二圖像采集器225為一種CXD攝像機，用于觀測不可見光的位置情況。請一并參閱圖4，圖4是該第一窗口片222的結構示意圖。該第一窗口片222呈圓形，具有兩條十字交叉，并通過該圓形的第一窗口片222中心的準直線(未標示)。該第二窗口片224與該第一窗口片222的結構相同。在離線調試階段，即在該光學功能模塊21、該光路調節模塊22中各個器件之間的位置和角度設置階段，通過調節各個元器件之間的位置、角度關系，使得離線調試光束能夠嚴格的從該第一窗口片222和該第二窗口片224的十字交叉點通過。之后嚴格固定該光學功能模塊21和該光路調節模塊22中各器件的位置。在植入激光器中調試階段，即將該設置好的光學功能模塊21和該光路調節模塊22進行植入大型激光設備中，開啟在線調試光束，通過調節位于該光學功能模塊21之前的反射鏡組23中的第一反射鏡231和該第二反射鏡232的位置和角度等，使得在線調試光束能夠嚴格的從該第一窗口片222和該第二窗口片224的十字交叉點通過。依據兩點確定一條光束的基本原理，當兩個階段均能使得離線調試光束和在線調試光束均能嚴格的從該第一窗口片222和該第二窗口片224的十字交叉點通過時，既可以認為該離線調試光束和該在線調節光束相對于該光學功能模塊21和該光路調節模塊22是具有相同的光學軌跡，是同一個方向和位置上的光束。相對于現有技術，由于本發明激光器2具有該光路調節模塊，該光路調節模塊具有一個棱鏡221、一個第一窗口片222、一個第一圖像采集器223、一個第二窗口片2 和一個第二圖像采集器224，該第一窗口片222和該第二窗口片2M上設置有用于定位的十字交叉點，該第一圖像采集器223和該第二圖像采集器225用于觀測光束是否通過該十字交叉點，使得該激光器2的光學功能模塊21能夠有效確定離線調試光束和激光器2中的在線調試光束是否處于同一位置和角度方向，從而使得該激光器2的各個光學功能模塊21能夠快速有效的進行調節，使得該激光器2的調節難度較低。請參與圖5，為本發明激光器第二優選實施方式的局部結構示意圖。該本發明激光器第二優選實施方式與本發明激光器第一優選實施方式大體相同，其主要區別在于該光路調節模塊32還包括一個密封殼體320。該密封殼體320包括一個入光通孔326、一個第一測試光出光通孔327、一個第二測試光出光通孔3 和一個出光通孔329。該入光通孔3 和該出光通孔329內設置有透明光學器件(圖未示)，以填充該入光通孔3 和該出光通孔329。該透明光學器件可以為窗口片、棱鏡等。該第一測試光出光通孔327內安置有第一窗口片(圖未示)和第一圖像采集器(圖未示)，該第二測試光出光通孔328內安置有第二窗口片(圖未示)和第二圖像采集器(圖未示)。該密封殼體320與該第一窗口片、該第二窗口片、該透明光學器件配合形成一個密閉的收容空間。該收容空間能夠防水防塵。棱鏡321和光學功能模塊31密閉于該收容空間內部，反射鏡組33位于該收容空間外部。使用時，離線調試光束和在線調試光束自該入光通孔3 處入射進入該光學功能模塊31，自該出光通孔3 處出射。該第一測試光出光通孔32和該第二測試光出光通孔328處用于觀測調試光束。相對于本發明激光器第一優選實施方式，本發明激光器第二優選實施方式的光路調節模塊32由于具有密封殼體320，該密封殼體320與該第一窗口片、該第二窗口片、該透明光學器件配合形成一個密閉的收容空間，將該光學功能模塊31密閉于該收容空間內部，從而使得該光學功能模塊31防水防塵。同時，由于該密封殼體320將該第一窗口片、該第二窗口片、該第一圖像采集器和該第二圖像采集器固定于該密封殼體320之上，使得該光路調節模塊32結構簡單化，從而使得光路調節系統簡單化，使得光路調節相對簡單。
6
本發明激光器還具有其他變更實施方式，例如在本發明激光器第一優選實施方式中a、該第一窗口片222的中心處具有一個校準小孔，該第一圖像采集器223置于該校準小孔內；使得該第一窗口片222和該第一圖像采集器223相互固定，簡化整個系統的復雜性，同時可不在該第一窗口片222上設置十字交叉線。b、該第一反射鏡215和該第二窗口片2 之間設置有一個棱鏡，用于引導自該第一反射鏡215處透射出來的光束，從而使得該二窗口片224的位置可以在更大范圍內被調節。C、該光路調節模塊21不包括該棱鏡222，使得該激光器的系統復雜性降低。d、離線調試光束采用激光器2的非工作光束，例如激光器2的工作光束波長為1053納米，離線調試光束為650納米，從而使得該第一反射鏡215上的增透膜或者增反膜能夠使得該650納米的光束實現有效透射。e、該第二窗口片2 和該第二圖像采集器225位于該第二反射鏡216處，射向該第二反射鏡216的光束透射后傳輸至該第二窗口片224，再射入該第二圖像采集器225。f、該第二窗口片2M和該第二圖像采集器225位于該第二偏振片218處，射向該第二偏振片218的光束反射后傳輸至該第二窗口片224，再射入該第二圖像采集器225。g、該第一窗口片222和該第一圖像采集器223位于該第二反射鏡216處，射向該第二反射鏡216的光束透射后傳輸至該第一窗口片222，再射入該第一圖像采集器223。h、該第一窗口片222和該第一圖像采集器223位于該第二偏振片218處，射向該第二偏振片218的光束反射后傳輸至該第一窗口片222，再射入該第一圖像采集器223。i、該光路調節模塊22還包括一個第三窗口片和一個第三圖像采集器，第三窗口片和該第三圖像采集器位于該第二反射鏡216處，射向該第二反射鏡216的光束透射后傳輸至該第三窗口片，再射入該第三圖像采集器；或者，該第三窗口片和該第三圖像采集器位于該第二偏振片218處，射向該第二偏振片218的光束反射后傳輸至該第三窗口片，再射入該第三圖像采集器。三點更加能確定一條直線。上述變更也可以應用于本發明激光器第二優選實施方式中。以上對本發明所提供的激光器進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種光路調節模塊，用于激光器的光學功能模塊的光路調試，該光學功能模塊至少包括一個第一光線導出器件和一個第二光線導出器件，其特征在于該光路調節模塊包括一個第一窗口片、一個第二窗口片、一個第一圖像采集器和一個第二圖像采集器；自該第一光線導出器件導出的光線透過該第一窗口片射向該第一圖像采集器，自該第二導出器件導出的光線透過該第二窗口片射向該第二圖像采集器。
2.如權利要求1所述的光路調節模塊，其特征在于，該光路調節模塊還包括一個第一棱鏡，該棱鏡置于該第一光線導出器件和該第一窗口片之間；自該第一光線導出器件導出的光線在經過該第一窗口片之前還經過該棱鏡。
3.如權利要求2所述的光路調節模塊，其特征在于，該光路調節模塊還包括一個第二棱鏡，該棱鏡置于該第二光線導出器件和該第二窗口片之間；自該第二光線導出器件導出的光線在經過該第二窗口片之前還經過該第二棱鏡。
4.如權利要求1所述的光路調節模塊，其特征在于，該光路調節模塊還包括一個密封殼體，該第一窗口片和該第二窗口片固定于該密封殼體上。
5.如權利要求1所述的光路調節模塊，其特征在于，該第一窗口片和該第二窗口片的至少一個上設置有十字交叉線，或者該第一窗口片和該第二窗口片的至少一個上設置有一個用于容置相應圖像采集器的通孔。
6.一種激光器，其特征在于，包括一個光學功能模塊和一個光路調節模塊；該光學功能模塊至少包括一個第一光線導出器件和一個第二光線導出器件；該光路調節模塊包括一個第一窗口片、一個第二窗口片、一個第一圖像采集器和一個第二圖像采集器；自該第一光線導出器件導出的光線透過該第一窗口片射向該第一圖像采集器，自該第二導出器件導出的光線透過該第二窗口片射向該第二圖像采集器。
7.如權利要求6所述的激光器，其特征在于，該第一光線導出器件和該第二光學導出器件為偏振片、反射鏡和分光棱鏡中的一個或者多個。
8.如權利要求6所述的激光器，其特征在于，該光路調節模塊還包括至少一個棱鏡，該棱鏡置于該第一光線導出器件和該第一窗口片之間，自該第一光線導出器件導出的光線在經過該第一窗口片之前還經過該棱鏡；或者該棱鏡置于該第二光線導出器件和該第二窗口片之間，自該第二光線導出器件導出的光線在經過該第二窗口片之前還經過該第二棱鏡。
9.如權利要求7所述的激光器，其特征在于，該激光器還包括一個反射鏡組，該反射鏡組用于提供光束至該光學功能模塊；該光路調節模塊還包括一個密封殼體，該密封殼體包括填充有透光介質的入光孔和出光孔；該第一窗口片和該第二窗口片固定于該密封殼體上；該光學功能模塊收容于該密封殼體內，該反射鏡組位于該密封殼體外；該反射鏡組向該光學功能模塊提供的光束通過該填充有透光介質的入光孔射向該光學功能模塊。
全文摘要
本發明涉及一種光路調節模塊及激光器。該光路調節模塊用于激光器的光學功能模塊的光路調試。該光學功能模塊至少包括一個第一光線導出器件和一個第二光線導出器件。該光路調節模塊包括一個第一窗口片、一個第二窗口片、一個第一圖像采集器和一個第二圖像采集器；自該第一光線導出器件導出的光線透過該第一窗口片射向該第一圖像采集器，自該第二導出器件導出的光線透過該第二窗口片射向該第二圖像采集器。采用該光路調節模塊調節激光器較為簡單、方便。
文檔編號H01S3/08GK102570248SQ20111029801
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者唐熊忻, 樊仲維, 邱基斯 申請人:北京國科世紀激光技術有限公司