[发明专利]光纤端帽高精度大位移电动调节装置

说明书

本发明提供一种光纤端帽高精度大位移电动调节装置，包括压电位移放大器、端帽支架以及光纤端帽，所述端帽支架包括管状支撑件以及沿管状支撑件径向均匀分布的三个或四个柔性铰链，光纤端帽密封固定在管状支撑件的一端，各柔性铰链分别对应一个压电位移放大器，各柔性铰链的一端连接在管状支撑件的外侧壁上，另一端连接对应的压电位移放大器。通过控制各压电位移放大器，各压电位移放大器的输出力能够驱动对应的柔性铰链产生形变，进而驱动端帽支架上的光纤端帽在焦平面上平移一定距离。本发明可有效提升光纤端帽在焦平面内的平移距离，能够应用于光纤激光系统中实现出射光束更大角度的偏转。

技术领域

本发明涉及高功率光纤激光器件技术领域，具体涉及一种光纤端帽高精度大位移电动调节装置。

背景技术

目前高功率光纤激光输出端通常采用光纤端帽。光纤端帽是熔接在光纤尾端的石英晶体块，由于光纤端帽出射面上的光斑尺寸远大于光纤端面上的光斑尺寸，因而使得光纤端帽出射面上的功率密度大幅降低，更易承受高功率激光。在激光远距离传输、高精度加工等应用领域中，需要对光轴进行高精度控制，也就是说，需要驱动光纤端帽在准直透镜焦平面上平移一定距离，实现出射光束在一定角度范围内的偏转控制。

然而，目前还没有一种可靠的技术方案，能够在提供足够大驱动力的同时，实现光纤端帽在准直透镜焦平面内的数百微米以上的大距离平移，最终实现出射光束的大角度偏转。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种光纤端帽高精度大位移电动调节装置。

为实现上述技术目的，本发明采用的具体技术方案如下：

光纤端帽高精度大位移电动调节装置，包括压电位移放大器、端帽支架以及光纤端帽，所述端帽支架包括管状支撑件以及沿管状支撑件径向均匀分布的三个或四个柔性铰链，光纤端帽密封固定在管状支撑件的一端，各柔性铰链分别对应一个压电位移放大器，各柔性铰链的一端连接在管状支撑件的外侧壁上，另一端连接对应的压电位移放大器,各压电位移放大器的输出力能够驱动对应的柔性铰链产生形变，进而驱动端帽支架上的光纤端帽在焦平面上平移一定距离。具体地，通过给各压电位移放大器施加不同的电压，各压电位移放大器将会产生不同的位移形变，驱动对应的柔性铰链产生形变，进而驱动端帽支架上的光纤端帽在焦平面内进行相应平移。所述柔性铰链可以采用直梁型、簧片型结构，形状可以为长方形片、Z型片或S型片，其具有受力小位移大且弹性好的特点。

作为本发明的优选方案，本发明还包括基座，所述各压电位移放大器安装在基座上。进一步地，所述基座为管状结构，基座的内侧壁的对应位置设置有用于安装压电位移放大器的安装凹槽，安装凹槽的数量与压电位移放大器的数目相同。所述安装凹槽上开设有定位孔，通过定位螺丝实现压电位移放大器与安装凹槽之间的限位固定。

作为本发明的优选方案，本发明还包括散热水管，所述管状支撑件的另一端密封安装有支架端盖，所述支架端盖上开设有用于穿过端帽尾纤的光纤过孔，光纤过孔设置在支架端盖的中央位置，端帽尾纤从光纤过孔穿过后进行涂胶密封。所述支架端盖上还开设有供散热水管中的进水管和回水管穿过的管孔。进一步地，供进水管和回水管穿过的管孔以支架端盖中心为对称点对称设置。进一步地，进水管伸入到管状支撑件内部靠近光纤端帽的一端且与光纤端帽保持一定距离，所述回水管穿入支架端盖对应的管孔且其管口端面与支架端盖的内侧壁齐平。所述进水管伸入到管状支撑件内部的管口端头呈楔角结构且其出水口斜面朝向支架端盖上光纤过孔方向。