[發(fā)明專利]金屬密封射頻二氧化碳激光器光模式優(yōu)化控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110190181.5
• 申請(qǐng)日: 2011-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102761054A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅青;邱收
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢晶石光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/102
• 分類號(hào): H01S3/102
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光器的控制系統(tǒng)，具體涉及一種金屬密封射頻二氧化碳激光器光模式優(yōu)化控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

金屬二氧化碳射頻激光器現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的運(yùn)用激光標(biāo)刻，切割，焊接等領(lǐng)域。激光模式是體現(xiàn)激光器質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，激光模式的好壞將直接影響激光器標(biāo)刻，切割，焊接的效果。好的激光器必須是單模的(TEM00)。激光模式有橫模和縱模之分，我們這里只要討論的橫模。

金屬二氧化碳射頻激光器的激光模式，其中的橫模主要受諧振腔兩端的全反鏡和半反鏡的影響。這兩塊鏡片表面的平整度，兩塊鏡片的平行度以及鏡片和諧振腔光軸的垂直度都直接影響激光模式的好壞。

現(xiàn)有激光器的生產(chǎn)，在生產(chǎn)工藝上可以保證全反鏡和半反鏡鏡面的平整度。

在激光器的安裝過(guò)程中，通過(guò)專門的調(diào)光和對(duì)光手段，保證兩塊鏡片的平行度以及鏡片和光軸的垂直度。安裝好之出廠以后，在使用過(guò)程中就不能再進(jìn)行調(diào)節(jié)。

激光器在使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度。因?yàn)闊崦浝淇s的原因，溫度的變化會(huì)導(dǎo)致激光器諧振腔一些結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這些變化包括：激光器諧振腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微變化。

這些變化會(huì)導(dǎo)致諧振腔的光軸發(fā)生變化，激光器諧振腔外殼會(huì)發(fā)生輕微變化。因?yàn)殓R片是通過(guò)機(jī)械方式固定在諧振腔外殼上的，諧振腔外殼的變化會(huì)改變鏡片的位置以及角度。

這些變化雖然很微小，但是激光器諧振腔對(duì)垂直度和平行度要求非常高。關(guān)鍵部分結(jié)構(gòu)0.01mm尺寸的變化，都會(huì)影響激光模式的變化。對(duì)于金屬二氧化碳激光器，諧振腔采用的材質(zhì)是鋁型材，根據(jù)計(jì)算，對(duì)于50攝氏度的溫度變化，因?yàn)闊崦浝淇s，足以產(chǎn)生影響激光模式變化的尺寸變化。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，雖然在常溫的方式下可保證的很好的激光模式，但是激光器出廠后，在運(yùn)輸和使用過(guò)程中，因?yàn)橹C振腔機(jī)械尺寸的變化而導(dǎo)致激光模式變化。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)す馄髂Ｊ竭M(jìn)行實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)控制，進(jìn)而保證激光器的激光模式在工作過(guò)程中不會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓儾畹慕饘倜芊馍漕l二氧化碳激光器光模式優(yōu)化控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用技術(shù)方案如下：

一種金屬密封射頻二氧化碳激光器光模式優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括一控制板、以及與所控制板連接的激光器管芯，在所述激光器管芯兩端安裝有鏡片；還包括一分光鏡、嵌入式激光模式檢測(cè)模塊、以及步進(jìn)電機(jī)；所述嵌入式激光模式檢測(cè)模塊通過(guò)設(shè)置于激光器發(fā)射端的所述分光鏡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光模式，并傳遞給所述控制板；所述控制板根據(jù)檢測(cè)到的所述激光模式信息計(jì)算出PWM控制量，并控制步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作以調(diào)節(jié)所述鏡片以保證激光模式的最優(yōu)。

本發(fā)明通過(guò)嵌入式激光模式檢測(cè)模塊對(duì)激光器模式進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并通過(guò)控制板進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，以保證激光器的激光模式在工作過(guò)程中不會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓儾睢１景l(fā)明根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的數(shù)字化激光模式曲線，根據(jù)各種判據(jù)，進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)激光器諧振腔兩端的鏡片，以保證激光模式的最優(yōu)。

本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)出的激光模式，利用本發(fā)明的算法和嵌入式光模式控制器，我們可以實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)激光器的模式，以適應(yīng)激光器溫度變化對(duì)激光模式帶來(lái)的影響，從而使激光模式始終處于單模狀態(tài)。

附圖說(shuō)明

此附圖說(shuō)明所提供的圖片用來(lái)輔助對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中：

圖1為激光模式的能量密度三維高斯分布圖；

圖2為激光模式的能量密度一維高斯分布圖；

圖3為數(shù)字化激光模式曲線；

圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

圖示：

1、控制板????????????????????2、激光器管芯

3、鏡片??????????????????????4、分光鏡

5、嵌入式激光模式檢測(cè)模塊????6、步進(jìn)電機(jī)

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方法來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在本發(fā)明的示意性實(shí)施及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1：