[发明专利]一种激光冲击强化的光路保护装置

说明书

本申请涉及一种激光冲击强化的光路保护装置，包括封闭光管、保护气流筒和聚焦镜座，所述保护气流筒轴向贯穿，所述保护气流筒一端为入光口另一端为出光口，所述封闭光管出光口轴向连接聚焦镜座，所述聚焦镜座远离聚焦镜座的一端轴向连接保护气流筒的入光口，所述保护气流筒侧壁周向整列有多个与保护气流筒连通的气流进气管。本申请具有减少激光冲击强化过程中爆炸飞溅出的水滴和保护层碎屑污染聚焦镜情况的效果。

技术领域

本申请涉及激光冲击强化设备领域，尤其是涉及一种激光冲击强化的光路保护装置。

背景技术

激光冲击强化是一种利用强激光诱导的冲击波对材料进行表面改性的先进表面处理技术。纳秒脉宽，数个GW/cm²强度的激光穿过透明约束层（一般为水膜），作用于紧贴工件的吸收层（黑胶带或铝箔带），产生高温致密等离子体，等离子体膨胀，产生数个GPa级别的冲击波，耦合进入工件，使处理区域金属材料产生微量的塑性变形和大深度压应力。因此，在加工过程中，工件表面会有等离子体爆炸射出的大量水滴和保护层碎屑，其中的一部分会污染聚焦镜片，影响聚焦效果。而聚焦镜片的聚焦效果直接影响加工效果，因此对聚焦镜片的保护十分必要。曾经有科研人员将平光透镜置于聚焦镜前挡住水滴和保护层碎屑，从而保护成本更高的聚焦镜，这种方法只能避免聚焦镜使用寿命缩短，但大量水滴和保护层碎屑中的一部分仍会污染平光透镜影响聚焦效果的问题无法规避。

发明内容

为了减少水滴和碎屑污染聚焦镜的情况，本申请提供一种激光冲击强化的光路保护装置。

本申请提供的一种激光冲击强化的光路保护装置采用如下的技术方案：

一种激光冲击强化的光路保护装置，包括封闭光管、保护气流筒和聚焦镜座，所述保护气流筒轴向贯穿，所述保护气流筒一端为入光口另一端为出光口，所述封闭光管出光口轴向连接聚焦镜座，所述聚焦镜座远离封闭光路的一端轴向连接保护气流筒的入光口，所述保护气流筒侧壁周向整列有多个与保护气流筒连通的气流进气管。

通过采用上述技术方案，空气从气流进气口进入保护气流筒，从保护气流筒的出光口流出，由于从保护气流筒出光口截面面积小于聚焦镜片流出的气体流速大，因此可吹出水滴和碎屑，阻止水滴和碎屑进入保护气流筒污染聚焦镜座。

优选的，所述气流进气管连通有洁净空气压缩机。

通过采用上述技术方案，洁净空气压缩机将具有一定流速的气流送入保护气流筒，并且可调节气体的流速。

优选的，所述封闭光管内同轴设有光隔离器。

通过采用上述技术方案，防止光路中由于各种原因产生的后向传输光对光源以及光路系统产生的不良影响。

优选的，所述封闭光管侧壁连通有氮气进气管，所述氮气进气管位于所述聚焦镜座和所述光隔离器之间，所述氮气进气管连通有氮气瓶。

通过采用上述技术方案，氮气可对光隔离器进行保护，并且氮气通过封闭光管流入产生激光的激光器保护光学组件中，激光器保护光学组件进行正压保护。

优选的，所述保护气流筒内位于多个气流进气管所在平面与聚焦镜座之间设有湿度传感器，当湿度传感器感应的湿度大于预设的一阶湿度阈值时，所述洁净空气压缩机输出流速大于当前流速的空气。

通过采用上述技术方案，当湿度传感器感应的湿度大于预设的一阶湿度阈值时，说明水滴进入到了保护气流筒内，空气的流速不足以阻止水滴进入保护气流筒中，因此需要提高洁净空气压缩机产生的气体流速。

优选的，所述封闭光管内位于光隔离器远离氮气进气管的一侧设有氮气浓度传感器，当氮气浓度传感器感应的氮气的浓度低于预设的一阶氮气浓度阈值时，所述氮气瓶输出流量大于当前流量的氮气。