激光器镜片固定装置及固定方法与流程

1.本技术涉及激光器制造技术领域，具体而言，涉及一种激光器镜片固定装置及固定方法。


背景技术：

2.在激光器的生产制作过程中，通常需要使用光学镜片来改变光束方向或者使光束在镜片之间来回反射以增强激光强度，镜片在激光器中需要精确的控制激光入射角度以达到光束增强或者光束偏折的目的。
3.目前工业生产中激光器固定镜片的方式主要有两种，一种是采用机械固定方式，主要通过螺纹夹紧等方式将镜片固定在镜座上，这种方式安装简单，但是易受到温度变化、震动等影响而失去精度；更好的方式则是将镜片使用粘合剂固定到镜架上以提供更好的防震和温度稳定性，但这种方法对粘合剂的选择及使用要求较高,胶粘剂凝固后一般镜片会发生一定的角度位移，此时镜片无法进行微调，所以在胶粘过程中一般只能依赖于加工镜架的粘接面平整度以及粘接过程中胶合剂的均匀度来保证镜片角度位置精确。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种激光器镜片固定装置，以解决相关技术中的激光器镜片在安装时镜片容易发生角度位移的问题。
5.为了实现上述目的，本技术提供了一种激光器镜片固定装置，该激光器镜片固定装置包括：
6.镜架组件，所述镜架组件上开设有镜片安装孔，所述镜片安装孔用于安装镜片，所述镜片安装孔的内径与镜片的外径匹配；
7.所述镜片安装孔内沿径向形成有镜片安装部，所述镜片安装部用于与镜片边缘的端面相抵，所述镜片安装部上涂设有粘接胶；
8.夹持工装，包括两个夹臂，两个所述夹臂之间具有镜片夹持腔，所述镜片夹持腔用于夹持镜片；
9.所述夹持工装和所述镜架组件通过连接组件可拆卸地固定连接。
10.进一步的，连接组件包括第一调节螺栓、第二调节螺栓和第三调节螺栓；
11.两个所述夹臂的上端朝向所述镜架组件设置有延伸臂，所述延伸臂设置成能够相抵在所述镜架组件的上端面，所述第一调节螺栓穿过所述延伸部后与所述镜架组件螺纹连接；
12.所述第二调节螺栓和所述第三调节螺栓设于所述夹持工装的下部并位于所述镜片夹持腔的两侧，所述第二调节螺栓和所述第三调节螺栓穿过所述夹持工装后与所述镜架组件螺纹连接。
13.进一步的，两个夹臂的所述延伸臂之间设置有连接间距，所述第一调节螺栓穿过所述连接间距后与所述镜架组件的上端螺纹连接，所述第一调节螺栓可压紧在所述连接臂
上，通过调整所述第一调节螺栓的压紧力调整所述夹臂的俯仰角度。
14.进一步的，第二调节螺栓和所述第三调节螺栓沿所述镜片夹持腔的竖向中线对称分布；
15.所述第二调节螺栓和第三调节螺栓压紧在所述夹持工装的前侧面上，通过调整所述第二调节螺栓和所述第三调节螺栓的压紧力调整所述夹臂的俯仰角度以及所述夹臂沿竖直轴的偏转角度。
16.进一步的，镜架组件包括镜架底座和镜架，所述镜架可拆卸地固定在所述镜架底座上，所述镜片安装孔开设于所述镜架上。
17.进一步的，镜架的两侧向外延伸形成有安装部，所述安装部和所述镜架底座通过连接螺丝固定连接。
18.进一步的，两个所述夹臂之间通过夹持螺丝连接，通过拧动所述夹持螺丝可调整两个所述夹臂的夹持力。
19.进一步的，夹持工装采用铝制成。
20.进一步的，粘接胶为紫外固化胶。
21.根据本技术的另一方面，提供一种激光器镜片的固定方法，使用上述的激光器镜片固定装置，以及包括如下步骤：
22.在所述镜片安装部上涂设粘接胶；
23.将镜片装入所述镜片夹持腔内并夹紧；
24.通过所述第一调节螺丝将所述夹持工装安装至所述镜架组件上，利用一束水平准直入射到镜片前端面，再拧动所述第一调节螺丝调整所述夹臂的俯仰角度，以调整镜片的俯仰角度，使反射光束大致沿原光路返回；
25.拧动所述第二调节螺丝和所述第三调节螺丝调整所述镜片的俯仰角度和偏转角度，以使反射光束完全与入射光束重合；
26.使粘接胶固化，待粘接胶固化后拆卸所述夹持工装。
27.在本技术实施例中，通过设置镜架组件，所述镜架组件上开设有镜片安装孔，所述镜片安装孔用于安装镜片，所述镜片安装孔的内径与镜片的外径匹配；所述镜片安装孔内沿径向形成有镜片安装部，所述镜片安装部用于与镜片边缘的端面相抵，所述镜片安装部上涂设有粘接胶；夹持工装，包括两个夹臂，两个所述夹臂之间具有镜片夹持腔，所述镜片夹持腔用于夹持镜片；所述夹持工装和所述镜架组件通过连接组件可拆卸地固定连接，达到了利用特定的夹持工装定位镜片的位置，镜片安装至镜片安装孔的过程中以及在粘接胶固化的过程中，镜片在夹持工装的作用下角度不会产生变化的目的，从而实现了提高镜片在安装后角度位置的精确性，能够实现高强度、高精度、高温定型的固定，确保激光器的稳定运行的技术效果，进而解决了相关技术中的激光器镜片在安装时镜片容易发生角度位移的问题。
附图说明
28.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
29.图1是根据本技术实施例的结构示意图；
30.其中，1夹持工装，101夹臂，102镜片夹持腔，2镜片，3连接间距，4第一调节螺栓，5镜片安装部，6镜片安装孔，7镜架组件，71镜架，72安装部，8第二调节螺栓，9第三调节螺栓。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
32.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。
33.在本技术中，术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
34.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
35.此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
38.相关技术中将镜片使用粘合剂固定到镜架上以提供更好的防震和温度稳定性，但这种方法对粘合剂的选择及使用要求较高,胶粘剂凝固后一般镜片会发生一定的角度位移，此时镜片无法进行微调，所以在胶粘过程中一般只能依赖于加工镜架的粘接面平整度以及粘接过程中胶合剂的均匀度来保证镜片角度位置精确。
39.为解决上述技术问题，如图1所示，本技术实施例提供了一种激光器镜片固定装置，该激光器镜片固定装置包括：
40.镜架组件7，镜架组件7上开设有镜片安装孔6，镜片安装孔6用于安装镜片2，镜片安装孔6的内径与镜片2的外径匹配；
41.镜片安装孔6内沿径向形成有镜片安装部5，镜片安装部5用于与镜片2边缘的端面相抵，镜片安装部5上涂设有粘接胶；
42.夹持工装1，包括两个夹臂101，两个夹臂101之间具有镜片夹持腔102，镜片夹持腔102用于夹持镜片2；
43.夹持工装1和镜架组件7通过连接组件可拆卸地固定连接。
44.在激光器的制作领域，粘接镜片2过程中如果激光不是垂直入射到镜片2中心，那么不仅会影响后续光路的走向，而且会导致激光输出功率的降低，为解决镜片2粘接过程中因胶水凝固以及震动等因素导致的镜片2角度发生变化，本发明提供了一种镜片夹持工装，该工装与特制镜架71结合，可以精确有效的调节镜片2的角度，同时在胶水完全固化之前，保证光路总是垂直入射到镜片2的中心。
45.具体的，在本实施例中镜架组件7作为激光器内安装镜片2的部分，夹持工装1作为夹持定位镜片2的结构。在镜架组件7上形成有安装镜片2的镜片安装孔6，镜片安装孔6的内径与镜片2的外径匹配，在镜片安装孔6内沿径向形成有镜片安装部5，镜片安装部5可为形成于镜片安装孔6内的安装环，或者为形成于镜片安装孔6内的若干安装条，若干安装条沿镜片安装孔6的周向布置。
46.为提高镜片2的安装稳定性，需要尽可能的提高镜片2与镜片安装部5之间的接触面积，为此本实施例中的镜片安装部5优选为形成于镜片安装孔6内的安装环，镜片2沿轴向安装至镜片安装部5内时，镜片2的端面的边缘将和镜片2安装环的端面相抵。因此本实施例中在镜片安装部5朝向镜片2的一端面上涂设粘接胶，镜片2能够通过粘接胶以胶粘的方式固定在镜片安装部5上。粘接胶为紫外固化胶，在镜片2安装后通过照射紫外线的方式实现固化。
47.为使镜片2在安装至镜片安装孔6的过程中以及镜片2在与粘接胶接触后粘接胶固化的过程中镜片2的角度不会产生变化，本实施例中采用了特定的夹持工装1来固定定位镜片2。如图1所示，夹持工装1包括两个相对设置的夹臂101，两个夹臂101之间可利用弹性提供夹持力或在额外的紧固件作用下提供夹持力。两个夹臂101之间形成镜片夹持腔102，镜片夹持腔102的直径略大于镜片2的直径，使得镜片2能够更好的放入镜片夹持腔102内。为提高夹持的稳定性，镜片夹持腔102为接近封闭的圆形，且缺口处形成两个向上延伸的夹臂101。在安装时，可先将镜片2放入镜片夹持腔102内，并使得镜片2的前端凸出夹持工装1，由镜片夹持腔102将镜片2夹紧并定位，然后再将夹持工装1安装至镜架组件7上由连接组件对其进行固定，并使镜片2凸出的部分插入镜片安装孔6内，镜片2的前端面将与镜片安装孔6内的镜片安装部5的端面相抵，涂覆在镜片安装部5的端面上的粘接胶在与镜片2接触后固化，从而将镜片2固定在镜片安装孔6内，最后再撤出夹持工装1即可完成镜片2的安装。
48.本发明与现有技术相比所具有的优势是：通过改进镜片2粘接工艺，解决了镜片2利用粘合剂粘接过程中的微小变化导致的镜片2角度改变问题，提高了激光器镜片2调节精度，同时，此方法结构简单高效、成本低廉、制作快捷、更加节省时间，使得在激光器生产与调节过程中更加的方便便利。
49.为便于在夹持工装1和镜架组件7连接时调整镜片2的安装角度，本实施例中的连接组件包括第一调节螺栓4、第二调节螺栓8和第三调节螺栓9；
50.两个夹臂101的上端朝向镜架组件7设置有延伸臂1011，延伸臂1011设置成能够相抵在镜架组件7的上端面，第一调节螺栓4穿过延伸部后与镜架组件7螺纹连接；
51.第二调节螺栓8和第三调节螺栓9设于夹持工装1的下部并位于镜片夹持腔102的两侧，第二调节螺栓8和第三调节螺栓9穿过夹持工装1后与镜架组件7螺纹连接。
52.在本实施例中，两个夹臂101的上端沿水平方向形成有延伸臂1011，延伸臂1011朝向镜架组件7延伸并与两个夹臂101共同组成大致为倒l型的结构。在安装时，夹持工装1沿
水平方向平移至延伸臂1011叠放与镜架组件7的上端面上，夹臂101的端面贴近镜架组件7的端面。然后将第一调节螺栓4拧入延伸臂1011上并螺纹连接在镜架组件7的上端面，夹持工装1可采用质地相对较软的材料制成，例如铝。当拧动第一调节螺栓4向延伸臂1011施加更大的压力时，两个夹臂101将绕施压点向上弯曲，从而使得安装在两个夹臂101之间的镜片2的俯仰角度产生变化，使得镜片2的安装角度能够使得反射光束大致沿原光路返回。
53.在通过连接组件中的第一调节螺栓4来调节镜片2的俯仰角度的基础上，本实施例为进一步精调调节镜片2的左右偏转角度在夹臂101上还布置有第二调节螺栓8和第三调节螺栓9。第二调节螺栓8和第三调节螺栓9位于镜片夹持腔102的下方且位于镜片夹持腔102的两侧。以第二调节螺栓8和第三调节螺栓9分别位于左右两侧为例，可通过调节第二调节螺栓8和第三调节螺栓9对夹臂101的压紧力来调整镜片2的偏转角度。例如可通过拧动第二调节螺栓8使其对夹臂101左侧的压力增加，此时夹持工装1位于第二调节螺栓8右侧的部分将朝向左侧弯曲，从而使得安装在夹持工装1内的镜片2朝向左侧偏转。同理可通过拧动第三调节螺栓9来控制镜片2朝向右侧偏转。在调节时可通过第二调节螺栓8和第三调节螺栓9来改变镜片2绕竖直轴的偏转角度，以使返回光束能够完全与入射光束重合。
54.为形成镜片夹持腔102，以及更好地对镜片2进行夹持固定，本实施例中两个夹臂101的延伸臂1011之间设置有连接间距3，第一调节螺栓4穿过连接间距3后与镜架组件7的上端螺纹连接，第一调节螺栓4可压紧在连接臂上，通过调整第一调节螺栓4的压紧力调整夹臂101的俯仰角度。
55.具体的，需要说明的是，连接间距3的宽度大致等于第一调节螺栓4的直径，且小于第一调节螺栓4的头端的直径，使得第一调节螺栓4能够穿过连接间距3的同时，其头端能够压紧在两个延伸臂1011的上端面，从而通过一个第一调节螺栓4即可压紧在两个延伸臂1011上。
56.为便于更换地调节镜片2绕竖直轴的偏转角度，本实施例中的第二调节螺栓8和第三调节螺栓9沿镜片夹持腔102的竖向中线对称分布；第二调节螺栓8和第三调节螺栓9压紧在夹持工装1的前侧面上，通过调整第二调节螺栓8和第三调节螺栓9的压紧力调整夹臂101的俯仰角度以及夹臂101沿竖直轴的偏转角度。
57.在本实施例中，镜架组件7包括镜架71底座和镜架71，镜架71可拆卸地固定在镜架71底座上，镜片安装孔6开设于镜架71上。镜架71作为需要安装至激光器内的部分，镜架71底座作为在镜片2安装过程中固定镜架71的底座结构。为便于镜架71的固定，本实施例中在镜架71的两侧向外延伸形成有安装部72，安装部72和镜架71底座通过连接螺丝固定连接。安装部72可为镜架71的一部分，二者一体成型。
58.为使镜片2能够被稳定地夹持在两个夹臂101之间，本实施例中的两个夹臂101之间通过夹持螺丝连接，通过拧动夹持螺丝可调整两个夹臂101的夹持力。在镜片2安装之前，夹持螺丝处于拧松的状态，再镜片2装入镜片夹持腔102内后再拧紧夹持螺丝使两个夹臂101互相靠近，从而夹紧镜片2。在安装过程中也可拧松夹持螺丝来调整镜片2在镜片夹持腔102内的安装位置。
59.根据本技术的另一方面，提供一种激光器镜片的固定方法，使用上述的激光器镜片2固定装置，以及包括如下步骤：
60.在镜片安装部5上涂设粘接胶；
61.将镜片2装入镜片夹持腔102内并夹紧；
62.通过第一调节螺丝将夹持工装1安装至镜架组件7上，利用一束水平准直入射到镜片2前端面，再拧动第一调节螺丝调整夹臂101的俯仰角度，以调整镜片2的俯仰角度，使反射光束大致沿原光路返回；
63.拧动第二调节螺丝和第三调节螺丝调整镜片2的俯仰角度和偏转角度，以使反射光束完全与入射光束重合；
64.使粘接胶固化，待粘接胶固化后拆卸夹持工装1。待胶水完全固化后，将夹持工装1取出，此时一个完全垂直于光路的镜片2镜架71就简单的制作完成。
65.本发明创新型的制作了一种镜片夹持工装和一个与它匹配的镜架71，它不仅可以实现镜片2精细的角度调节，还可以保证在固化过程中镜片2角度高度不发生变化，并且制作简单同时制作效率更高、成本低廉，可以在一定程度上弥补机加工的误差与胶水质量问题的误差，在激光器生产制作过程中有着事半功倍的效果。
66.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种激光器镜片固定装置，其特征在于，包括：镜架组件，所述镜架组件上开设有镜片安装孔，所述镜片安装孔用于安装镜片，所述镜片安装孔的内径与镜片的外径匹配；所述镜片安装孔内沿径向形成有镜片安装部，所述镜片安装部用于与镜片边缘的端面相抵，所述镜片安装部上涂设有粘接胶；夹持工装，包括两个夹臂，两个所述夹臂之间具有镜片夹持腔，所述镜片夹持腔用于夹持镜片；所述夹持工装和所述镜架组件通过连接组件可拆卸地固定连接。2.根据权利要求1所述的激光器镜片固定装置，其特征在于，所述连接组件包括第一调节螺栓、第二调节螺栓和第三调节螺栓；两个所述夹臂的上端朝向所述镜架组件设置有延伸臂，所述延伸臂设置成能够相抵在所述镜架组件的上端面，所述第一调节螺栓穿过所述延伸部后与所述镜架组件螺纹连接；所述第二调节螺栓和所述第三调节螺栓设于所述夹持工装的下部并位于所述镜片夹持腔的两侧，所述第二调节螺栓和所述第三调节螺栓穿过所述夹持工装后与所述镜架组件螺纹连接。3.根据权利要求2所述的激光器镜片固定装置，其特征在于，两个夹臂的所述延伸臂之间设置有连接间距，所述第一调节螺栓穿过所述连接间距后与所述镜架组件的上端螺纹连接，所述第一调节螺栓可压紧在所述连接臂上，通过调整所述第一调节螺栓的压紧力调整所述夹臂的俯仰角度。4.根据权利要求3所述的激光器镜片固定装置，其特征在于，所述第二调节螺栓和所述第三调节螺栓沿所述镜片夹持腔的竖向中线对称分布；所述第二调节螺栓和第三调节螺栓压紧在所述夹持工装的前侧面上，通过调整所述第二调节螺栓和所述第三调节螺栓的压紧力调整所述夹臂的俯仰角度以及所述夹臂沿竖直轴的偏转角度。5.根据权利要求1所述的激光器镜片固定装置，其特征在于，所述镜架组件包括镜架底座和镜架，所述镜架可拆卸地固定在所述镜架底座上，所述镜片安装孔开设于所述镜架上。6.根据权利要求5所述的激光器镜片固定装置，其特征在于，所述镜架的两侧向外延伸形成有安装部，所述安装部和所述镜架底座通过连接螺丝固定连接。7.根据权利要求1至6任一项所述的激光器镜片固定装置，其特征在于，两个所述夹臂之间通过夹持螺丝连接，通过拧动所述夹持螺丝可调整两个所述夹臂的夹持力。8.根据权利要求4所述的激光器镜片固定装置，其特征在于，所述夹持工装采用铝制成。9.根据权利要求1所述的激光器镜片固定装置，其特征在于，所述粘接胶为紫外固化胶。10.一种激光器镜片的固定方法，其特征在于，使用如权利要求4至9任一项所述的激光器镜片固定装置，以及包括如下步骤：在所述镜片安装部上涂设粘接胶；将镜片装入所述镜片夹持腔内并夹紧；通过所述第一调节螺丝将所述夹持工装安装至所述镜架组件上，利用一束水平准直入
射到镜片前端面，再拧动所述第一调节螺丝调整所述夹臂的俯仰角度，以调整镜片的俯仰角度，使反射光束大致沿原光路返回；拧动所述第二调节螺丝和所述第三调节螺丝调整所述镜片的俯仰角度和偏转角度，以使反射光束完全与入射光束重合；使粘接胶固化，待粘接胶固化后拆卸所述夹持工装。

技术总结
本申请公开了一种激光器镜片固定装置及固定方法，该激光器镜片固定装置包括：镜架组件，所述镜架组件上开设有镜片安装孔，所述镜片安装孔用于安装镜片，所述镜片安装孔的内径与镜片的外径匹配；所述镜片安装孔内沿径向形成有镜片安装部，所述镜片安装部用于与镜片边缘的端面相抵，所述镜片安装部上涂设有粘接胶；夹持工装，包括两个夹臂，两个所述夹臂之间具有镜片夹持腔，所述镜片夹持腔用于夹持镜片；所述夹持工装和所述镜架组件通过连接组件可拆卸地固定连接。本申请解决了相关技术中的激光器镜片在安装时镜片容易发生角度位移的问题。问题。问题。


技术研发人员：王海龙 相宇阳 陈剑 俞胜武 戴丹蕾
受保护的技术使用者：无锡卓海科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/16