[发明专利]一种激光输出头

说明书

本发明提供一种激光输出头，至少包括：端帽和插芯；端帽是由圆柱形输出端和锥台型输入端构成，锥台型输入端的小径端连接光纤的输出端，锥台型输入端的大径端与圆柱形输出端的一端相熔接；锥台型输入端的锥台角度大于激光在端帽内传输的激光发散角度，且锥台型输入端的大径端直径小于圆柱形输出端的直径；插芯位于端帽的外侧，且保证插芯的内壁与锥台型输入端的外壁间隙配合。本发明提供的激光输出头，通过改进端帽和插芯的结构，将端帽由传统的圆柱形结构改成一端为锥台型的结构，使得插芯的冷却区域能够有效的延伸，增加了整个激光输出头的冷却能力，能充分满足数万瓦激光的输出及应用需求。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种激光输出头。

背景技术

近些年来，随着激光加工应用领域的飞速发展，激光器，特别是光纤激光器，种类不断增加，功率不断提高。尤其是，在光纤激光器输出功率突破万瓦以后，市场上很快即出现了数万瓦甚至十万瓦级光纤激光器。目前通用技术，为了实现数万瓦级的高功率激光输出，目前各大激光器厂商都是通过多个激光器模块进行功率合束，即多模块激光器。激光合束后，通过激光传输光缆将激光输出至加工端，即切割头、焊接头等加工设备。一般来说，激光传输光缆用于连接加工设备的部分称之为激光输出头，输出头中包含机械壳体和光学器件，其中光学器件包含端帽、传能光纤等。

由于在加工的过程中，受材料反射，输出头兼容性问题，不可避免的造成较大的回返光，这一部分回返光会直接照射到输出头外壳体，甚至进入到输出头内部，这也是高功率输出光缆输出头中必须引入水冷的原因。但随着激光器的发展，输出功率的不断提高，回返光功率也进一步提高。当前技术中，通用的水冷技术已经很难满足需求，这也导致在高功率激光器领域，输出头经常会因为过热而烧毁。

由于传统的端帽主体呈圆柱状，受限于端帽体积较大，而壳体大小受应用端限制，冷却壳体一般只到传能光纤外，很难延伸至端帽周围，当有回返光照射到端帽附近壳体时，被壳体吸收转换为热能后不能被及时散热，就会导致端帽附近，特别是靠近传能光纤部分的发热严重。

有鉴于此，继续改进现有的端帽散热方式，以满足高功率激光的输出应用需求。

发明内容

针对现有技术存在的不能有效对激光输出头内的端帽进行散热的缺陷，本发明实施例提供一种新的激光输出头。

本发明提供一种激光输出头，至少包括：端帽和插芯；端帽是由圆柱形输出端和锥台型输入端构成，锥台型输入端的小径端连接光纤的输出端，锥台型输入端的大径端与所述圆柱形输出端的一端相熔接；锥台型输入端的锥台角度大于激光在端帽内传输的激光发散角度，且所述锥台型输入端的大径端直径小于所述圆柱形输出端的直径；所述插芯位于所述端帽的外侧，且保证插芯的内壁与锥台型输入端的外壁间隙配合。

根据本发明提供的一种激光输出头，在圆柱形输出端与所述锥台型输入端之间，还包括：附加圆柱形输出端；附加圆柱形输出端的直径小于圆柱形输出端的直径，且不小于锥台型输入端的大径端直径。

根据本发明提供的一种激光输出头，插芯的内壁与附加圆柱形输出端的外壁相贴合。

根据本发明提供的一种激光输出头，插芯包括冷却水道或冷却风道。

根据本发明提供的一种激光输出头，在插芯包括冷却水道的情况下，所述插芯的表面设置有多水道回流结构带，且在每个回流结构带上嵌设有散热翅片。

根据本发明提供的一种激光输出头，冷却水道与主体的两个连接端采用激光焊接工艺进行密封，并在焊接处设置有焊接坡口。

根据本发明提供的一种激光输出头，激光输出头还包括在套装在光纤上，并同轴设置的光剥模器、反光垫和光纤固定接头；光剥模器悬空设置于锥台型输入端的小径端与反光垫之间；光剥模器的光纤剥离点位于反光垫与所述光纤固定接头之间。

根据本发明提供的一种激光输出头，反光垫为金属材质或玻璃材质，在反光垫的表面镀有反射涂层。