[發明專利]一種光纖耦合定位控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201710641168.4
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN109324371B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 羅又輝;朱寶華;陸業釗;王西樂;張繼雪;楊蓉;鐘緒浪;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26
• 代理公司: 深圳市世聯合知識產權代理有限公司 44385
• 代理人: 谷惠英

本發明公開了一種光纖耦合定位控制裝置及方法，涉及激光器技術領域，該光纖耦合定位控制裝置包括：傳感器模塊，環繞耦合區域設置，當發射側光纖和入射側光纖在耦合裝置內進行耦合后，采集所述發射側光纖所輸出的耦合測試激光的功能數據；檢測控制模塊，用于對所述耦合測試激光的功能數據進行耦合分析，并根據耦合分析的結果對應調整發射側光纖進行耦合的位置，使所述位置位于預設的標準耦合中心。所述光纖耦合定位控制裝置結構簡單成本較低，同時，利用溫度傳感器來確定耦合位置的溫度，在檢測結果為異常時切斷發射側光纖的運行，避免了高溫等異常情況對耦合的器件造成損傷，有效的對耦合裝置進行了保護。

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，尤其涉及一種光纖耦合定位控制裝置及方法。

背景技術

在焊接領域中，激光器經常需將自身的輸出光纖耦合到另一不同長度和纖徑的光纖中，來滿足不同的工藝需求或加工生產的成本壓力，通常可以分為下述幾種情況：

第一，由于激光器自身輸出光纖長度的限制，而客戶方焊接現場的焊接臺面對激光輸出光纖長度等要求，往往需將激光器自身光纖進行延長耦合另一光纖中，以滿足客戶現場的實際需要；

第二，焊接工藝的需求，需將一個將激光器輸出光纖，耦合到一根較大纖徑的光纖中來，以滿足工藝中對光斑大小和光束質量的需求；

第三，由于激光器成本相對較高，需將一個激光器輸出的激光通過多路耦合進行時間分光，以滿足客戶生產對成本的要求。

而激光器光纖耦合器的設計，如何便捷、快速實現光纖耦合和耦合異常高速切斷保護等技術，成為激光器光纖耦合器幾項核心技術指標。目前現有的激光器光纖耦合器，耦合調節時，需要借助功率計和光譜質量分析儀進行分析，通過測量耦合器輸出光纖的功率耦合效率和光斑光譜分析，來確定耦合器光纖耦合位置是否合適。

在實現本發明過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：現有的光纖耦合方法較高的依賴于高端儀器設備，成本較高，同時對生產操作人員耦合器的調節技巧和經驗有較高的要求，一般操作人員很難便捷快速對光纖實現耦合，另外，耦合器中保護設計相對簡單，當耦合定位產生嚴重偏差或光纖端面有粉塵等造成異常時，無法進行快速切斷保護。

發明內容

為了克服現有技術中相關產品的不足，本發明提出一種光纖耦合定位控制裝置及方法，解決現有的光學耦合裝置成本高以及無法對耦合過程進行切斷保護的問題。

本發明提供了一種光纖耦合定位控制裝置，包括：通信連接的傳感器模塊以及檢測控制模塊；所述傳感器模塊環繞耦合區域設置，當發射側光纖和入射側光纖在耦合裝置內進行耦合后，采集所述發射側光纖所輸出的耦合測試激光的功能數據；所述檢測控制模塊用于對所述耦合測試激光的功能數據進行耦合分析，并根據耦合分析的結果對應調整發射側光纖進行耦合的位置，使所述位置位于預設的標準耦合中心。

作為本發明的進一步改進，所述的功能數據包括光強信息以及溫度信息，所述傳感器模塊包括至少四個光學傳感器、至少一個溫度傳感器以及通信模塊；所述至少四個光學傳感器均勻分布在所述發射側光纖和入射側光纖耦合端面的四周，當所述發射側光纖輸出耦合測試激光后，所述至少四個光學傳感器分別采集所述耦合測試激光在其對應位置處的光強信息；所述至少一個溫度傳感器設置在耦合區域周圍，并對應采集所述耦合測試激光的溫度信息；通信模塊，用于將采集到的所述光強信息以及溫度信息上傳至所述檢測控制模塊用以進行耦合分析。

作為本發明的進一步改進，所述檢測控制模塊包括：計算單元，用于根據上傳的所述光強信息以及溫度信息分別計算所述耦合測試激光的功率數據以及溫度數據；第一檢測單元，用于將所述溫度數據與預設的溫度閾值進行比對，生成第一檢測結果；第二檢測單元，用于根據四個光學傳感器所采集的對應位置的功率數據確定所述發射側光纖耦合位置偏離預設的標準耦合中心的方向和幅度，生成第二檢測結果。