專利名稱：準三維調整結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及固體激光器，特別是一種適用于小型固體激光器光學元件的準三維調整結構。
背景技術：
全固態固體激光器由于具有效率高、壽命長、使用方便、結構緊湊和性能穩定等優點，近年來成為國際上競相研究開發的熱點。全固態固體激光器在光存儲、數字視頻技術、光譜技術、激光醫療、激光演示和激光多媒體技術等方面都得到廣泛的應用。
隨著激光二極管技術的發展，單個激光二極管的功率越來越高。激光材料生長技術的發展，使得應用于小型固體激光器中的激光晶體的尺寸也可以做成幾個毫米。因此，小型的固體激光器得到了越來越廣泛的應用。但是，當固體激光器的泵浦源和激光晶體尺寸達到幾個毫米時，許多機械調整結構在這種小型的固體激光器中就顯得體積和重量太大，調整和使用也不方便，不再適用了。

發明內容
本發明的目的是要提供一種適用于小型固體激光器光學元件調整的準三維調整結構，以適應小型化固體激光器結構的要求，簡化固體激光器結構，提高裝調效率，降低系統成本。
本發明的技術解決方案如下一種適用于小型固體激光器光學元件調整的準三維調整結構，特征在于其構成包括彈性鉸鏈座、一個管狀調節外套和調節螺釘，所述的彈性鉸鏈座包括連在一起的固定體和直徑較小的調整體、具有同軸通光孔，其外形呈凸圓臺形狀，該彈性鉸鏈座的固定體同軸地套設在所述的管狀調節外套內，所述的管狀調節外套的管壁上均布有多個螺紋通孔供所述的多個調節螺釘嵌設和旋調，該調節螺釘的內端與所述的彈性鉸鏈座的調整體相對應。
所述的彈性鉸鏈座的固定體和調整體的連接部分設有兩個或兩個以上的不在同一平面的垂直其軸的且過軸的線切割通槽，該通槽的末端擴大成圓孔。
所述的彈性鉸鏈座的中軸部分設有通光孔、或待調元件嵌設座。
所述的管狀調節外套內設有多個彈性鉸鏈座。
所述的通槽的圓孔的方向正交。
所述的彈性鉸鏈座的通槽用線切割方式加工而成，切割方向正交，使之具有一定彈性。
所述的彈性鉸鏈座采用具有一定彈性和導熱性的青銅，或者鋁質材料，或者65號錳鋼，或者高彈性鋼加工而成。
所述的管狀調節外套采用具有一定的硬度和導熱性的青銅，或者鋁質材料加工而成。
彈性鉸鏈座套入管狀調節外套內，可沿管狀調節外套的內壁移動，實現在光軸方向的準一維調整；管狀調節外套上的三個調節螺釘作用于彈性鉸鏈座的調整體上，以實現垂直于光軸的兩個方向的角度調節。該調制結構具有自鎖功能；所有元件都在管狀調節外套內部，便于整體調整結構的移植；所有元件均采用導熱性好的材料，適合于激光器光學元件的調整；彈性鉸鏈座由線切割加工而成，加工簡單，成本低。
本發明的技術效果或優點是采用彈性鉸鏈座作為彈性體，內部應力小，分布均勻，結構穩定；三個調節螺釘調節鎖緊后，無需另外的鎖緊裝置，具有自鎖功能；所有元件都在管狀調節外套內部，便于整體調整結構的移植；所有元件均采用導熱性好的材料，適合于激光器光學元件的調整；本發明的特點是結構緊湊、系統穩定、可移植性強、易于加工、易于調整、體積小和重量輕。


圖1是本發明準三維調整結構實施例1的剖視示意圖；圖2是圖1三維調整結構實施例1A-A的剖視圖；圖3是本發明彈性鉸鏈座1的縱向剖視圖；圖4是本發明彈性鉸鏈座1的橫向剖視圖；圖5和圖6是本發明軸向準一維調整原理圖；圖7和圖8是本發明垂直光軸的二維角度調整原理圖；圖9是本發明實施例2結構示意圖；圖10是本發明實施例3結構示意圖；圖11是本發明實施例3中第二彈性鉸鏈座7的縱向剖視圖；圖12是本發明實施例3中第二彈性鉸鏈座7的橫向剖視圖。
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。
先請參閱圖1、圖2、圖3和圖4，圖1是本發明準三維調整結構實施例1剖視示意圖，圖2是圖1三維調整結構A-A的剖視圖，圖3是本發明彈性鉸鏈座1的先請參閱圖1、圖2、圖3和圖4，圖1是本發明準三維調整結構實施例1剖視示意圖，圖2是圖1三維調整結構A-A的剖視圖，圖3是本發明彈性鉸鏈座1的縱向剖視圖，圖4是本發明彈性鉸鏈座1的橫向剖視圖。由圖可見，本發明準三維調整結構，包括彈性鉸鏈座1、一個管狀調節外套2和調節螺釘3，所述的彈性鉸鏈座1包括連在一起的固定體105和直徑較小的調整體106且外形呈一凸圓臺形狀，該彈性鉸鏈座1的固定體105同軸地套設在所述的管狀調節外套2內，所述的管狀調節外套2的管壁上均布有多個螺紋通孔供所述的多個調節螺釘3嵌設和旋調，該調節螺釘3的內端與所述的彈性鉸鏈座1的調整體106相對應。
所述的彈性鉸鏈座1的固定體105和調整體106的連接部分設有兩個或兩個以上的不在同一平面的垂直其軸的且過軸的線切割通槽101、103，該通槽101、103的末端擴大成圓孔102、104。
所述的彈性鉸鏈座1的中軸部分設有通光孔道、或待調元件嵌設座。
所述的管狀調節外套2內設有多個彈性鉸鏈座1。
所述的彈性鉸鏈座1的外徑和管狀調節外套2內徑相等，彈性鉸鏈座1套入管狀調節外套2內，二者形成軸和孔的配合。管狀調節外套2的管壁上均布三個螺孔，用于固定三個調節螺釘3。
所述的通槽101、103和圓孔102、104用線切割方式加工而成，大半圓管壁通槽101和103的切割方向正交，圓孔102和104的切割方向正交，使彈性鉸鏈座1具有一定的彈性。
待調激光器的光學元件被固定于調整體106上。
如圖5和圖6所示，彈性鉸鏈座1套入管狀調節外套2內，松開調節螺釘3，彈性鉸鏈座1沿管狀調節外套2內壁移動，可以實現在光軸方向的位置p1到p2的調節。
如圖7所示，三個調節螺釘3作用于彈性鉸鏈座1的調整體106上，使通槽101的張口以圓孔102為軸產生變化，調整體106隨之產生對光軸的角度變化，從而產生了垂直于光軸其中一維角度調整。同理，如圖8所示，三個調節螺釘3作用于彈性鉸鏈座1的調整體106上，使通槽103的張口以圓孔104為軸產生變化，調整體106隨之產生對光軸的角度變化，從而產生了垂直于光軸另一維角度調整。由于通槽101和103的切割方向正交，圓孔102和104的切割方向正交，因此角度調整的兩維是正交的。
由于在調節角度的過程中無法再進行光軸方向的調整，所以光軸方向這一維調整只是準一維調整。
所述的三個調節螺釘3調節鎖緊后，調整體106的位置和角度都確定了，無需所述的彈性鉸鏈座1采用具有一定彈性和導熱性的青銅，或者鋁質材料，或者65號錳鋼，或者高彈性鋼加工而成，且加工后做相應的表明處理。
所述的管狀調節外套2采用具有一定的硬度和導熱性的青銅，或者鋁質材料加工而成。
進一步地，在管狀調節外套2內加一個或多個彈性鉸鏈座，可以組成兩套或兩套以上的調整結構。
本發明準三維調整結構實施例2如圖9所示。把激光晶體5放入晶體座6中，再將晶體座6放入調節外套2中。彈性鉸鏈座1包含三個垂直其軸的大半圓管壁通槽，大半圓管壁通槽的末端加工成圓孔，大半圓管壁通槽和圓孔用線切割方式加工而成，切割方向正交，使彈性鉸鏈座1具有一定彈性。待調光學元件4(輸出鏡)固定于彈性鉸鏈座1的調整體106上，彈性鉸鏈座1套入管狀調節外套2內，固定體105和管狀調節外套2的內壁配合，激光晶體5的501面和輸出鏡4的401面構成諧振腔，在管狀調節外套2內壁沿軸向適當調節位置，可以實現調整腔長的作用。管狀調節外套2的管壁壁上均布三個螺孔，用于固定三個調節螺釘3。調節螺釘3作用于彈性鉸鏈座1的調整體106上，實現了垂直于軸的兩個方向的角度調節。三個調節螺釘3調節鎖緊后，調整結構就固定穩妥了。
本發明小型固體激光器光學元件的準三維調整結構實施例3如圖10所示，該結構用于激光二極管端面泵浦腔內倍頻固體激光器。
本實施例中含有兩套調整結構，第二彈性鉸鏈座7、調節外套2和三個調節螺釘9構成一套調整結構，把激光晶體5放入彈性鉸鏈座7的固定體上，待調光學元件倍頻晶體8放入第二彈性鉸鏈座7的調整體中，三個調節螺釘9用于調節倍頻晶體8的垂直于光軸的二維角度，實現倍頻晶體8的匹配角度的調整。第一彈性鉸鏈座1、調節外套2和三個調節螺釘3構成另一套調整結構，被調光學元件輸出鏡4放入第一彈性鉸鏈座1的調整體中，第一彈性鉸鏈座1也被放入調節外套2中，沿調節外套2內壁滑動，調節腔長；三個調節螺釘3用于調節輸出鏡4垂直于光軸的二維角度，實現了腔長和腔的二維角度的調整。
在本實例中第二彈性鉸鏈座7包含四個垂直軸向的大半圓管壁通槽701、703、705和707，而且分別在大半圓管壁通槽701、703、705和707的末端加工圓孔702、704、706和708，如圖11和圖12所示。彈性鉸鏈座7比彈性鉸鏈座1具有更大的調整角度。
權利要求
1.一種適用于小型固體激光器光學元件調整的準三維調整結構，特征在于其構成包括彈性鉸鏈座(1)、一個管狀調節外套(2)和調節螺釘(3)，所述的彈性鉸鏈座(1)包括連在一起的固定體(105)和直徑較小的調整體(106)且外形呈一凸圓臺形狀，該彈性鉸鏈座(1)的固定體(105)同軸地套設在所述的管狀調節外套(2)內，所述的管狀調節外套(2)的管壁上均布有多個螺紋通孔供所述的多個調節螺釘(3)嵌設和旋調，該調節螺釘(3)的內端與所述的彈性鉸鏈座(1)的調整體(106)相對應。
2.根據權利要求1所述的準三維調整結構，其特征在于所述的彈性鉸鏈座(1)的固定體(105)和調整體(106)的連接部分設有兩個或兩個以上的不在同一平面的垂直其軸的且過軸的線切割通槽(101、103)，該通槽(101、103)的末端擴大成圓孔(102、104)。
3.根據權利要求1所述的準三維調整結構，其特征在于所述的彈性鉸鏈座(1)的中軸部分設有通光孔道、或待調元件嵌設座。
4.根據權利要求1所述的準三維調整結構，其特征在于所述的管狀調節外套(2)內設有多個彈性鉸鏈座(1)。
5.根據權利要求2至4任一項所述的準三維調整結構，其特征在于所述的所述的圓孔(102)和圓孔(104)的方向正交。
6.根據權利要求1所述的準三維調整結構，其特征在于所述的彈性鉸鏈座(1)采用具有一定彈性和導熱性的青銅，或者鋁質材料，或者65號錳鋼，或者高彈性鋼加工而成。
7.根據權利要求1所述的準三維調整結構，其特征在于所述的管狀調節外套(2)采用具有一定的硬度和導熱性的青銅，或者鋁質材料加工而成。
全文摘要
一種適用于小型固體激光器光學元件調整的準三維調整結構，包括彈性鉸鏈座、一個管狀調節外套和調節螺釘，所述的彈性鉸鏈座包括連在一起的固定體和直徑較小的調整體、具有同軸通光孔，其外形呈凸圓臺形狀，該彈性鉸鏈座的固定體同軸地套設在所述的管狀調節外套內，所述的管狀調節外套的管壁上均布有多個螺紋通孔供所述的多個調節螺釘嵌設和旋調，該調節螺釘的內端與所述的彈性鉸鏈座的調整體相對應。本發明的特點是結構緊湊、系統穩定、可移植性強、易于加工、易于調整、體積小和重量輕。
文檔編號G02B7/00GK101071925SQ20071004086
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月18日 優先權日2007年5月18日
發明者林強, 王勇, 王憲濤, 王利, 朱鍵強 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所