一种激光前置聚焦镜论文和设计-齐海红

全文摘要

本实用新型公开了一种激光前置聚焦镜，其作用是将接受激光聚焦，聚焦后的激光因为有着较高的能量密度，主要包括镜体以及镜体内部的冷却通道，通过冷却介质在冷却通道中运动，将镜体的热量带走，使镜体能够长时间使用，而且镜面的曲率半径较大，所以更贴近冷却通道，同时擦洗也更加方便；另外，由于镜面的曲率半径更大，入射激光束与反射激光束之间的夹角大于90°，该夹角越大，可熔覆的面积也就越大；本实用新型冷却效果更好，而且擦拭较为方便。

主设计要求

1.一种激光前置聚焦镜，其特征在于：包括镜面和冷却管道，所述镜面是一个曲率较大的凹面，能够将入射激光束反射并聚焦；所述冷却管道位于镜体内，冷却管道靠近镜面，通过冷却管道中流动的冷却介质对镜面进行冷却。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种激光前置聚焦镜，其特征在于：所述入射激光束与被镜面反射后的激光束之间的角度大于90度。

3.根据权利要求1所述的一种激光前置聚焦镜，其特征在于：所述冷却介质的进水口、出水口设置在同一个面上，方便布置。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于激光发射器领域，具体涉及一种激光前置聚焦镜。

背景技术

激光前置聚焦镜主要是基于光学反射聚焦原理的产物，是激光器的重要组件之一，能够将激光光束反射聚焦在某一个点上，提高激光光束的能量密度，用于熔覆，在使用中，由于反射时镜体会吸收一部分热量而导致镜体发热，不加以冷却的话，可能会影响聚焦镜的曲率，实际生产中常常通过冷却水来进行冷却，保证持续稳定工作。

现有技术的激光前置聚焦镜，镜面内凹较深，入射激光束与反射激光束之间的夹角为90度，可熔覆面积较小，而且擦拭不方便，镜面与冷却通道的距离相距较远，冷却效果不好。

实用新型内容

本实用新型的内容是提供一种冷却效果更好的激光前置聚焦镜，而且该聚焦镜的可熔覆面积更大，擦拭镜面养护更方便。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种激光前置聚焦镜，包括镜面和冷却管道，所述镜面是一个曲率较大的凹面，能够将入射激光束反射并聚焦；所述冷却管道位于镜体内，冷却管道靠近镜面，通过冷却管道中流动的冷却介质对镜面进行冷却。

进一步地，所述入射激光束与被镜面反射后的激光束之间的角度大于90度。

进一步地，所述冷却介质的进水口、出水口设置在同一个面上，方便布置。

本实用新型的镜体曲率半径较大，所以与冷却通道之间更加贴合，冷却效果更好，而且擦拭较为方便，同时不改变现有的生产工艺流程，更换成本更低；另外，入射激光束与反射激光束的夹角更大，具有更大的可熔覆面积。

附图说明

构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

附图中：

图1示意性示出了本实用新型的结构示意图；

图2示意性示出了本实用新型的侧视图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-激光束，2-镜体，3-堵头，4-进液管，5-出液管，6-聚焦光斑，7-连接口，8-定位孔，9-冷却管道。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和\/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和\/或它们的组合。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

实施例

如图1~2所示的是一种激光前置聚焦镜，是将入射激光束1聚焦到熔覆位置的镜头，主要包括镜体2以及镜体2内部的冷却管道9，通过冷却介质在冷却管道9中运动，将镜体2的热量带走，使镜体2能够长时间使用不发烫，而且镜面的曲率半径较大，所以更贴近冷却管道9，同时擦洗也更加方便。

如图1所示，镜体2包括镜面和冷却管道9，冷却管道9位于镜体2内部，镜面位于镜体2的外表面，朝向入射激光束1的方向，将激光束1聚集在某一点，该点即为激光的聚焦光斑6，能量密度最高，用于熔覆，而镜面本身是一个曲率较大的凹面，因为曲率半径较大所以清洁擦拭较为方便；另外，由于曲率半径较大也就是镜面内凹较浅，外界气流能够能更容易流过镜面，对镜面进行降温，而内凹越大，外界气流就越难进入其中，越容易过热。

在镜体2中还是设置有冷却管道9，冷却管道9通过设置在如图2所示位置的连接口与冷却介质连通，冷却管道靠近镜面的位置是一根直管，这是由于加工条件决定的，要加工出沿着镜面的弯曲管道，加工成本就会相应上升很多，所以通常都是采用一条靠近镜面的直管作为冷却管道9，镜体2内还设置有进液管4、出液管5，二者的一端均与冷却管道9连通，另一端均通过接口7与冷却介质连通，形成冷却回路，即：低温冷却介质通过进液管4进入冷却管道9中，将冷却管道9附近的热量带走，温度升高称为高温冷却介质，高温冷却介质从出液管中流出；冷却管道位于镜体2上的孔为加工孔，在使用时用堵头3将其堵住，避免冷却介质从这里流出；另外，由于冷却管道是直管，所以曲率半径越大的曲面的点到冷却管道的平均距离更短，热传导距离越短，散热效果也更好。

需要说明的是，冷却液是液态导热材料，能够吸收热量，实现冷却的目的。

另外，由于镜面的曲率半径更大，因此入射激光束1与反射激光束1之间的夹角大于90°，该夹角越大，可熔覆的面积也就越大，相比转动聚焦镜效果更好。

作为一种优选的实施例，所述镜体为铜，传热性较好。

作为一种优选的实施例，所述镜体冷却水出口所在面还设置有定位孔，方便镜体的安装。

作为一种优选的实施例，所述入射激光束与反射激光束之间的夹角为120°。

在本实施例中，堵头为成熟的现有技术，可以直接购买，因此不少做详细说明。

设计图

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