[發明專利]基于PC的光纖端帽熔接控制裝置

有效

• 申請號: 201310675068.5
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103645542A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 牛奔;林學春;張志研;南景洋;侯瑋
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明屬于激光技術領域，尤其涉及一種光纖端帽熔接控制裝置，本發明主要用于制作大功率傳能光纖，大功率傳能光纖制作中的核心技術是光纖端帽的熔接。本發明主要涉及光纖與大尺寸石英端帽熔接裝置的控制系統搭建。

背景技術

高功率激光光纖傳輸存在以下待解決問題：1、光纖芯徑很細，高功率激光通過透鏡聚焦進入光纖，光纖端面的功率密度極高，光纖很容易損壞，所以要求光纖端面無任何損傷及污染，要求極為苛刻；2、光纖端面面積很小，不容易進行鍍膜處理，激光進入無鍍膜光纖端面存在較大的損耗，會產生更多損壞光纖的熱量；3、裸光纖兩端頭在安裝、拆卸過程中強度低，加持很不方便。

通過在光纖兩端熔接大尺寸階梯型光纖端帽，并在端帽兩端進行鍍膜處理可完全解決光纖端面功率密度高、損耗大及不方便加持的問題。

高功率傳能光纖是光纖耦合輸出固體激光器及光纖激光器的必備器件，因此大尺寸階梯型光纖端帽熔接裝置的開發有很大實際意義。

目前國內外光纖熔接系統主要應用于光纖與光纖熔接，或者光纖與直徑2mm以下的石英端帽熔接，并不能用于光纖與大尺寸石英端帽熔接，同時普通熔接機的工作原理也不適合將光纖與大直徑石英端帽的熔接。

本發明為了解決光纖與大尺寸端帽的熔接搭建了大尺寸階梯型光纖端帽熔接裝置，為獲得精準的熔接效果，該裝置采用自動化控制程序進行控制。本發明根據光纖與大尺寸石英端帽熔接機理，其熔接過程可分為預熱過程、熔接過程與冷卻過程三個階段，熔接過程的三個階段依次順序執行且各階段激光功率不等。而目前激光加工設備采用的控制系統在加工過程中激光功率均保持恒定值，即無法實現時時在線調節。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于PC的光纖端帽熔接控制裝置，其具有與機械結構的良好配合，運行可靠、穩定，價格低廉，實現了光纖端帽的完美熔接。

本發明提供一種基于PC的光纖端帽熔接控制裝置，包括：

一計算機；

一激光單元，其與計算機的第一USB通訊接口連接；

一伺服運動單元，其與計算機的并口連接；

一步進運動單元，其與計算機的并口連接；

一第一CCD相機，其與計算機的第二USB通訊接口連接；

一第二CCD相機，其與計算機的第三USB通訊接口連接。

本發明提供的控制系統實現了與機械結構的良好配合，運行可靠、穩定，價格低廉，使用本發明提供的控制系統實現了光纖端帽的完美熔接。

附圖說明

為進一步說明本發明的具體技術內容，以下結合實施例及附圖詳細說明如后，其中：

圖1為本發明電路原理示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明一種基于PC的光纖端帽熔接控制裝置，包括：

一計算機1，該計算機1內嵌安裝打標控制軟件與運動控制軟件，該打標控制軟件通過計算機1的第一USB通訊接口與激光單元2連接控制激光單元2，包括激光器類型的選擇、激光加工工藝參數設置、外部觸發啟動信號設置等內容；運動控制軟件以個人計算機CPU為控制運算中樞，以計算機LPT接口作為I/O命令交換端口，通過該LPT接口與伺服運動單元3以及步進運動4連接。該運動控制軟件可接受G代碼編程控制以及繪圖交換文件格式轉換功能控制，該運動控制軟件驅動頻率為25KHz至100KHz之間階躍可調。該計算機LPT接口具備12路信號輸出、5路信號輸入處理能力，通過該LPT接口輸出TTL信號以及PWM信號對后置設備進行運動控制，同時在加工過程中還需要通過該LPT接口向激光單元2發送啟動打標指令；該LPT接口的信號輸入端口通過接受位移傳感器信號對運動過程中的機械結構進行位置限定。

一激光單元2，其與計算機1的第一USB通訊接口連接，所述激光單元2包括激光打標卡21，該激光打標卡21通過RJ-45接口與激光器22連接。該打標卡21具備二維掃描振鏡控制接口進行掃描振鏡控制、4路電機控制輸出信號進行運動控制，具備40針I/O接口進行打標的外啟動等信號交換控制。通過內嵌于計算機1的打標控制軟件編程，選擇合適激光器類型以及激光加工工藝參數，設置外部啟動信號控制端口，在加工任務啟動后，由內嵌于計算機1的運動控制軟件編程，設置用于啟動打標任務的信號，經計算機1的LPT接口傳送至激光打標卡21，啟動加工任務序列，打標卡21將打標信號經RJ-45接口傳送給激光器22，控制激光器輸出激光，完成加工任務。