專利名稱：一種高功率激光空間濾波器及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光濾波器領域，尤其涉及一種高功率激光空間濾波器及其制作方法。
背景技術：
當前，激光器在切割、焊接、打標等領域的應用需求，對激光器輸出功率的要求越來越高，隨著激光器的輸出功率變高，其光束質量往往難以保證，因此需要在光路上加入空間濾波器來改善光束質量，從而滿足應用的需求。現有技術中很多為吸收型濾波器，生產難度大，并且難以應用在很高的功率場合。中國專利局1998年12月9日公開的發(fā)明專利申請《高功率激光束的空間濾光器》(申請?zhí)?98109276.4)公開了一種空間濾光器，包括一個光轉向元件，其通光路徑邊緣采用了全內反射來濾除高階橫膜，尤其適合于對高功率激光束進行空間濾波，如圖1所示。但是其現有的加工方式存在加工難度大、成本高等問題。

發(fā)明內容
為克服上述問題，本發(fā)明提出一種高功率激光空間濾波器及其制作方法，利用通訊生產光纖頭所用的光纖毛細管來制作錐形管，價格低廉，而且加工難度低。為達到上述目的，本發(fā)明所提出的技術方案為:一種高功率激光空間濾波器，所述濾波器由一節(jié)光纖毛細管加工而成；所述光纖毛細管包括一錐形孔，一拋光的切割面；所述切割面為光入射面，所述錐形孔的斜面為全反射面。進一步的，所述切割面鍍有增透膜。進一步的，所述光纖毛細管外周涂有吸收過濾光的吸收層；吸收層外可以采用風冷或者水冷來加強散熱。進一步的，所述光纖毛細管的小孔可以根據需要加工成圓形、橢圓形、長方形或者正方形等。進一步的，所述光纖毛細管選擇對所用激光波長吸收系數最小的材料。上述的一種高功率激光空間濾波器的制作方法，包括如下步驟:a)將規(guī)格統(tǒng)一的光纖毛細管帶錐形孔的一端對齊，排列到切割盤上山)根據需要選擇下刀切割位置，整齊切割；c)對切割面進行拋光處理，切割時所述光纖毛細管的錐形孔內填充有保護膠，對切割面拋光之后再去除該保護膠。該保護膠可以為UV膠或者環(huán)氧膠等。進一步的，還包括步驟d)在拋光的切割面上鍍增透膜。進一步的，還包括步驟e)完成上述步驟之后，最后在切割獲得的光纖毛細管外周涂上吸收過濾光的吸收層。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用通訊生產光纖頭所用的光纖毛細管帶有錐形孔的特性，根據需要尺寸直接切割為空間小孔濾波器，因光纖毛細管常規(guī)產品批量生產的成本極其低廉，價格優(yōu)勢明顯；采用上述方法制作的空間濾波器具有如下特點:1、制作材料現成，成本低廉；2、結構簡單，加工工藝簡單；3、適合大規(guī)模生產等。


圖1為現有技術的一種空間濾光器示意 圖2為本發(fā)明的空間濾波器工作示意 圖3為本發(fā)明選用的原材料光纖毛細管切割前結構及切割位置示意 圖4為本發(fā)明的空間濾波器實施例一；
圖5為本發(fā)明的空間濾波器實施例二 ；
標號說明:1、光纖毛細管；101、切割面；102、全反射面；2、吸收層。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明做進一步說明。如圖2所示為本發(fā)明空間濾波器的工作示意圖，準直激光經透鏡會聚后入射到濾波器的入射面上，其低頻光經小孔透射，高頻光經全反射面反射轉向，被吸收層吸收，透射過的低頻光再經透鏡準直。該濾波器由一節(jié)光纖毛細管I加工而成；所述光纖毛細管I包括一錐形孔，一拋光的切割面101;所述切割面101為光入射面，所述錐形孔的斜面為全反射面102。對于拋光后的切割面101面反射率較高的可以在切割面101鍍一層增透膜，最后在光纖毛細管I外周涂上一層吸收過濾光的吸收層2。另外，在吸收層2外還可以增加風冷或者水冷，以加強散熱。光纖毛細管I的孔徑可以根據需要選擇不同規(guī)格的通光孔徑，也可以根據需要將其小孔加工成圓形、橢圓形、長方形或者正方形等形狀。為了減小材料對光的吸收損耗，光纖毛細管I可以根據應用的激光波長選擇不同的材料，材料的選擇標準為對應波長吸收系數最小或較小的，例如石英對紫外光的吸收系數很小，可以用來制作紫外激光的空間濾波器。上述空間濾波器的制作方法，包括如下步驟:a)根據需要選取一定規(guī)格的光纖毛細管，將規(guī)格統(tǒng)一的光纖毛細管帶錐形孔的一端對齊，排列到切割盤上；b)根據需要選擇下刀切割位置，整齊切割，如圖3所示；c)對切割面進行拋光處理，切割時所述光纖毛細管的錐形孔內填充有保護膠，防止加工過程中出現崩邊，對切割面拋光之后再去除該保護膠。該保護膠可以為UV膠或者環(huán)氧膠等。去膠之后還可以在拋光的切割面上鍍一層增透膜；最后在光纖毛細管的外周涂上一層吸收層，用以吸收被過濾的高頻光，在吸收層外可以采用風冷或者水冷以加強散熱。切割位置的選取，如圖3所示，光纖毛細管的直接為d0，根據需要的通光孔徑，切割位置可以選擇在Al處或者A2處，獲得兩種不同形狀的濾波器，如果4和5所示。圖4的濾波器切割位置在Al處，保留了一段直筒狀直徑的毛細管長度Λ L，后端連接一節(jié)錐形孔狀的毛細管。該濾波器還可以通過改善光纖毛細管的直徑d0來獲得不同的通光孔徑，一般通用性較高的通光孔徑如Φ 20 μ m，Φ 50 μ m，Φ 125 μ m等。圖5所示的濾波器切割位置在A2處，直接為一段帶錐形孔的毛細管，其前面端口為錐形孔的銳邊。該濾波器只需要通過調整切割位置，便可獲得不同的通光孔徑dl。根據錐形孔的斜度可以由所需通光孔徑的大小推導出下刀切割的位置。本發(fā)明采用現成的原材料，利用通訊生產光纖頭所用的光纖毛細管帶有錐形孔的特性，經過簡單的加工工藝便可獲得高功率的激光空間濾波器，結構簡單，加工方便，而且制作材料現成，成本低廉，適合大規(guī)模生產。盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內，在形式上和細節(jié)上對本發(fā)明做出的各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種高功率激光空間濾波器，其特征在于:所述濾波器由一節(jié)光纖毛細管加工而成；所述光纖毛細管包括一錐形孔，一拋光的切割面；所述切割面為光入射面，所述錐形孔的斜面為全反射面。
2.如權利要求1所述的一種高功率激光空間濾波器，其特征在于:所述切割面鍍有增透膜。
3.如權利要求1所述的一種高功率激光空間濾波器，其特征在于:所述光纖毛細管外周涂有吸收過濾光的吸收層。
4.如權利要求1所述的一種高功率激光空間濾波器，其特征在于:所述光纖毛細管的小孔根據需要加工為圓形、橢圓形、長方形或者正方形。
5.如權利要求1所述的一種高功率激光空間濾波器，其特征在于:所述光纖毛細管選擇對所用激光波長吸收系數最小的材料。
6.一種高功率激光空間濾波器的制作方法，包括如下步驟:a)將規(guī)格統(tǒng)一的光纖毛細管帶錐形孔的一端對齊，排列到切割盤上山)根據需要選擇下刀切割位置，整齊切割；c)對切割面進行拋光處理，其特征在于:切割時所述光纖毛細管的錐形孔內填充有保護膠，對切割面拋光之后再去除該保護膠。
7.如權利要求6所述的一種高功率激光空間濾波器的制作方法，其特征在于:還包括步驟d)在拋光的切割面上鍍增透膜。
8.如權利要求6所述的一種高功率激光空間濾波器的制作方法，其特征在于:還包括步驟e)最后在切割獲得的光纖毛細管外周涂上吸收過濾光的吸收層。
9.如權利要求6所述的一種高功率激光空間濾波器的制作方法，其特征在于:所述保護膠為UV膠或者環(huán)氧膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高功率激光空間濾波器及其制作方法，該濾波器包括一光纖毛細管，利用通訊生產光纖頭所用的光纖毛細管帶有錐形孔的特性，經過簡單的加工而成；該光纖毛細管包括一錐形孔，一拋光的切割面；所述切割面為光入射面，所述錐形孔的斜面為全反射面。該濾波器結構簡單，加工方便，而且制作材料現成，成本低廉，適合大規(guī)模生產。
文檔編號G02B27/46GK103176281SQ20111043468
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權日2011年12月22日
發(fā)明者吳礪, 趙振宇, 楊建陽, 凌吉武 申請人:福州高意通訊有限公司