[发明专利]大口径高功率激光杂散光防护吸收装置及其构件强化方法

说明书

技术领域

本发明涉及杂散光防护吸收，尤其是一种用于大口径高功率激光的杂散光防护吸收装置，可广泛应用于高功率激光装置、光学工程或其它激光器件中的元件防护、损伤，能够有效规避杂散光危害，显著提高相关光学元件使用寿命。

背景技术

随着大型高功率激光驱动器的发展，该驱动器涉及的功能器件，如终端光学组件需传输千焦耳到万焦耳激光能量，组件中各光学元件面的反射，即杂散光达到百焦耳到千焦耳，如该激光能量未被有效防护或吸收，必然会对器件中光学元件产生直接和间接损伤。现有国内高功率激光驱动器中激光器件，未采取防护吸收措施，引起损伤元件就是简单的更换返修，元件已损伤、成本高；而国外的，如美国国家点火装置，主要采用不锈钢板+吸收玻璃的光吸收阱方式有效防护吸收1级和2级杂散光，要求光学元件加工精度高、位置确定准确，同时对3级和4级杂散光未能有效防护吸收，存在光学元件损伤风险。因此，需要研制大口径高功率激光杂散光防护方法，实现激光器件存在的大量杂散光有效防护，并且工程实施方法简单、便捷。

发明内容

本发明的目的是在于克服上述国内现有技术的空白和国际技术存在的技术困难，提供一种基于漫反射玻璃+吸收玻璃的大口径高功率激光杂散光防护吸收装置，对高功率激光驱动器降低了光学元件精密加工和装校的要求，同时能对多级杂散光进行全方位防护，达到激光器件免受杂散光损伤的风险，从而提高激光器件运行性能。同时可用于能量较低的焦耳量级以下激光器，可定向防护杂散光，避免其影响主要元件，提高激光器性能。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于大口径高功率激光杂散光防护吸收装置，其特点在于，是由多块漫反射玻璃互相连接而围成的多边形、由漫反射玻璃位于内侧的多块漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体互相连接而围成的多边形、或者由多块漫反射玻璃和漫反射玻璃位于内侧的漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体互相连接而围成的多边形；

所述的漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体包括两块互相平行的漫反射玻璃和中性吸收玻璃、以及连接该漫反射玻璃和中性吸收玻璃的玻璃条。

还包括固定直角铝条、固定铝条、端面固定片、整体固定铝板，其位置关系如下：漫反射玻璃和漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体按照需要固定在固定直角铝条两侧，保证成直角固定，其中漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体主要防护吸收1级高能量杂散光，漫反射玻璃用于防护吸收2级以上低能量杂散光。所述的固定铝条位于漫反射玻璃或漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体的外侧，固定直角铝条。所述的端面固定片用螺钉固定在固定直角条的两端，防止漫反射玻璃或漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体滑出。所述的整体固定板结构对称的分布在固定直角条的外部周围，将整体杂散光防护装置固定于激光器件中。

所述的漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体中漫反射玻璃和中性吸收玻璃之间的间距为5mm～10mm，中间由玻璃条支撑，并用销钉固定。

漫反射玻璃设计结构厚度D为6mm，表面为正弦结构，周期l为2mm～12mm，峰谷值d为0.3mm～1mm，玻璃材料为熔石英。

待保护光学玻璃的两通光面外侧大于高功率激光传输口径约15mm～25mm。

所述的用于大口径高功率激光杂散光防护吸收装置中漫反射玻璃的强化方法，其特点在于，该方法包括如下步骤：

①用W40金刚砂将漫反射玻璃加工到所需尺寸后，将漫反射玻璃在30％HF酸静态状态下浸泡15～25分钟；

②用W10金钢砂磨削，去除表面加工划痕和坑点缺陷；

③将漫反射玻璃竖着放置在具有40KHz超声动态功能的10％HF酸溶液中清洗，清洗时间为15～25分钟；

④用去离子水冲洗漫反射玻璃，去除表面残留HF酸溶液。

与现有技术比，本发明的技术效果如下：

可以全方位、多能量级地进行杂散光防护。可以根据计算，在杂散光能量在1.5J/cm2以上用漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体防护吸收，在杂散光能量在1.5J/cm2以下用漫反射玻璃防护。由于利用漫反射玻璃和漫反射玻璃与中性吸收玻璃组合体防护吸收，与相关金属构件结合，构成杂散光防护装置，对杂散光辐照的激光器件内部进行全方位防护，同时漫反射玻璃的加工过程中采用超声辅助HF酸处理工艺，提供抗激光损伤阈值，可以在多能量级的杂散光辐照下而不损伤。

附图说明

图1是本发明大口径高功率激光的杂散光防护吸收装置的第一实施例图。

图2是本发明大口径高功率激光的杂散光防护吸收装置的第二实施例图。