高功率激光光束整形装置激光整形模组及其调节方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114624893A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202011460573.4(22)申请日2020.12.11(71)申请人核工业理化工程研究院地址300000天津市河东区津塘路168号(72)发明人刘丽娜钱金宁(74)专利代理机构天津创智睿诚知识产权代理有限公司12251专利代理师李薇田阳(51)Int.Cl.G02B27/09(2006.01)G02B7/00(2021.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称高功率激光光束整形装置激光整形模组及其调节方法(57)摘要本发明公开了一种高功率激光光束整形装置激光整形模组及其调节方法，高功率激光光束整形装置包括锯齿光阑、用于安装所述锯齿光阑的水冷调整镜架、安装在所述水冷调整镜架下方用于调节所述水冷调整镜架高度的可调支杆组件和固定在所述可调支杆组件下部的二维调节平台；所述水冷调整镜架的安装板为双层中空结构，内部中空形成冷媒腔，下方设置有两个与所述冷媒腔相连通的管路接口，分别连接冷媒输入管路和冷媒输出管路。该装置利用通光孔径边缘为锯齿状的光阑，通过理论和大量的应用试验数据，确定了满足试验系统要求的可实现工程化应用的锯齿光阑加工参数，消除了原有硬边光阑衍射对光束能量的高频调制，从而实现光束长时间运行的稳定传输。CN114624893ACN114624893A权利要求书1/2页1.一种高功率激光光束整形装置，其特征在于：包括锯齿光阑(1)、用于安装所述锯齿光阑(1)的水冷调整镜架(2)、安装在所述水冷调整镜架(2)下部用于调节所述水冷调整镜架(2)高度的可调支杆组件和固定在所述可调支杆组件下部的二维调节平台(8)；所述水冷调整镜架(2)的安装板(2‑1)为双层中空结构，内部中空形成冷媒腔，下方设置有两个分别与所述冷媒腔相连通的管路接口(5)，两个所述管路接口(5)分别连接冷媒输入管路和冷媒输出管路。2.如权利要求1所述的高功率激光光束整形装置，其特征在于：所述水冷调整镜架(2)中部开设有用于安装所述锯齿光阑(1)的光阑安装孔(2‑1)，所述光阑安装孔(2‑1)背面设置有环形挡片(2‑2)，所述光阑安装孔(2‑1)的内壁上设置有内螺纹，压圈(2‑3)与所述光阑安装孔(2‑1)螺纹连接将所述锯齿光阑(1)固定在所述环形挡片(2‑2)与所述压圈(2‑3)之间。3.如权利要求2所述的高功率激光光束整形装置，其特征在于：所述水冷调整镜架(2)包括安装板(2‑1)和L型调节板(16)，所述L型调节板(16)的竖直边端部设置有垂直倾斜调节钮(3)以调节所述水冷调整镜架(2)的竖直倾斜角度，所述L型调节板(16)的水平边端部设置有水平倾斜调节钮(4)以调节所述水冷调整镜架(2)的水平倾斜角度。4.如权利要求3所述的高功率激光光束整形装置，其特征在于：所述可调支杆组件包括支杆(6)、支杆筒(7)和支杆固定钮(12)；所述支杆(6)上端固定在所述L型调节板(16)的下部，下端插入所述支杆筒(7)且可在所述支杆筒(7)上下移动以调节其竖直高度，所述支杆固定钮(12)垂直穿过所述支杆筒(7)的侧壁压紧所述支杆(6)，所述支杆固定钮(12)与形成于所述支杆筒(7)的侧壁上的螺纹孔螺纹连接，所述支杆筒(7)下端固定在所述二维调节平台(8)上。5.如权利要求4所述的高功率激光光束整形装置，其特征在于：所述支杆(6)上端设置有外螺纹，所述L型调节板(16)下方设置有螺纹孔，所述支杆(6)与所述L型调节板(16)螺纹连接。6.如权利要求5所述的高功率激光光束整形装置，其特征在于：所述支杆筒(7)底部设置有螺纹杆，所述二维调节平台(8)上设置有螺纹孔，所述支杆筒(7)通过所述螺纹杆与所述二维调节平台(8)螺纹连接。7.如权利要求1所述的高功率激光光束整形装置，其特征在于：所述高功率激光光束整形装置还包括固定在所述二维调节平台(8)下方的底座(11)。8.如权利要求7所述的高功率激光光束整形装置，其特征在于：所述底座(11)上设置有固定块(13)，螺钉穿过所述固定块(13)将所述高功率激光光束整形装置固定在光学平台上。9.如权利要求1所述的高功率激光光束整形装置，其特征在于：所述锯齿光阑(1)的材质为紫铜或不锈钢。10.一种激光整形模组，其特征在于，包括放大器、准直扩束器和权利要求1‑9任一项所述的高功率激光光束整形装置，所述高功率激光光束整形装置位于所述放大器和所述准直扩束器之间。11.如权利要求1‑9任一项所述的高功率激光光束整形装置的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：2CN114624893A权利要求书2/2页步骤1：根据对光斑大小和功率控制要求，选择适当的锯齿光阑(1)参数及在放大输出光路中的放置位置；步骤2：降