CN108664059A - 一种新型闭环激光功率自动调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型闭环式激光功率自动调节系统，主要包括数控系统、激光电源、激光器、激光功率传感反馈装置，其中激光功率传感反馈装置主要由分光镜、传感器、传感器信号处理器组成；其特征在于：本新型闭环式激光功率自动调节系统重点应用在数控激光设备的激光功率调节上，主要对激光设备的运行进行时时监控并自动调节其激光器输出激光功率的大小，以适应不同的应用工况；其特点是：传感器接受由分光镜按比例透射过来的一部分光束照射，将不同的光束能量转变成电信号传给传感器信号处理器，再由传感器信号处理器根据信号差异进行处理然后反馈到数控系统，再由数控系统控制来调节激光器输出激光功率的大小。
Description
技术领域
本发明涉及光功率调节，具体涉及激光功率的闭环调节。
背景技术
目前市场上存在的传统的光功率调节系统都是开环调节，仅仅采用设备的数控系统来调节，而且它只能在设备运行前先设置后再由数控系统控制来调节光功率大小，这种调节过于单一不能适应设备运行中的工况变化，降低了设备的应用范围和使用性能。
传统结构的光功率调节主要存在以下缺陷：
(1)不能在设备运行中随时调节
(2)调节过于单一，不能适应设备的工况变化
(3)调节不精准，调节多少无反馈
发明内容
鉴于背景技术之状况，本发明提供一种结构简单、紧凑、智能、准确、稳定、可靠、成本低、可互换的新型光功率调节系统。
本发明是一种新型闭环上激光功率自动调节系统，主要包括数控系统、激光电源、激光器、激光功率传感反馈装置，其中激光功率传感反馈装置主要由分光镜、传感器、传感器信号处理器组成；其特征在于：本新型闭环式激光功率自动调节系统重点应用在数控激光设备的激光功率调节上，主要对激光设备的运行进行时时监控并自动调节其激光器输出激光功率的大小，以适应不同的应用工况；其特点是：传感器接受由分光镜按比例透射过来的一部分光束照射，将不同的光束能量转变成电信号传给传感器信号处理器，再由传感器信号处理器根据信号差异进行处理然后反馈到数控系统，再由数控系统控制来调节激光器输出激光功率的大小。
优选地，该系统采用了关键的激光功率传感反馈装置。
优选地，该系统的激光功率传感反馈装置可以替代激光设备光路中的任意节点处的反光镜，组成闭环式激光功率自动调节系统。
优选地，该系统的激光功率传感反馈装置在激光设备的光路中的最佳替代位置是替换光路中的末端反光镜。
优选地，该系统的激光功率传感反馈装置主要由分光镜、传感器、传感器信号处理器组成。
优选地，该系统的激光功率传感反馈装置中采用的是分光镜而不是全反光的反光镜，其中该分光镜是按一定的比例使一部分光束反射，使另一部分光束透射。
优选地，该系统的激光功率传感反馈装置中采用的分光镜是根据激光器的额定功率来选择分光镜的分光比例的。
优选地，该系统的激光功率传感反馈装置中的分光镜一面真空镀定比例反射膜(也称半反膜)，另一面真空镀增透膜。
优选地，该系统是一具有输出反馈功能的闭环式激光功率自动调节系统。
优选地，该系统的传感器接受由分光镜透射过来的定比例光束照射，将不同的光束能量转变成电信号传给传感器信号处理器，传感器信号处理器根据信号差异进行处理然后反馈到数控系统，再由数控系统控制来调节激光器输出激光功率的大小。
优选地，该系统重点应用在数控激光设备的激光功率调节上，主要对激光设备的运行进行时时监控并自动调节其激光器输出激光功率的大小。
与传统的光功率调节系统相比，本新型闭环激光功率自动调节系统结构简单、紧凑、智能、准确、稳定、成本低、易互换。
附图说明
结合以下附图来详细描述本发明的示例实施例，附图中：
图1示出了根据本发明的示例实施例的新型闭环式激光功率自动调节系统的平面原理示意流程图。
图2示出了根据本发明的示例实施例的新型闭环式激光功率自动调节系统的激光功率传感反馈装置结构剖视示意图。
图3示出了背景技术下的开环光功率调节系统的平面原理示意流程图。
图4示出了背景技术下的开环光功率调节系统应用在数控激光设备上的等轴侧示意流程图。
图5示出了根据本发明的示例实施例的新型闭环式激光功率自动调节系统应用在数控激光设备上的等轴侧示意流程图。
具体实施方式
以下结合附图来详细描述本发明的示例实施例的新型闭环式激光功率自动调节系统。
图1示出了根据本发明的示例实施例的新型闭环式激光功率自动调节系统的原理示意流程图。
如图1所示，激光设备运行时，设备的数控系统1将控制信号通过数据线2控制激光电源3，激光电源3接收到设备的数控系统1 的信号后，自我调整，再将调整后的调定的电压、电流通过导线4 输送到激光器5，来调整激光器5输出的激光功率，当激光器5输出的激光光束6到达分光镜7后，分光镜7按照一定的比例将一部分激光光束6反射，形成反射激光光束8；同时将另一部分激光光束6透射形成透射激光光束9，透射激光光束9照射传感器10；传感器10 接受透射激光光束9的照射后，将接受到的激光能量转变成电信号，通过信号线11传输到传感器信号处理器12，传感器信号处理器12 将处理后的信号通过反馈数据线13反馈到设备的数控系统1，设备的数控系统1根据传感器信号处理器12反馈来的信号，来控制激光电源3，促使激光电源3调节激光器5输出的激光功率。
如图1所示，分光镜7、传感器10、信号线11、传感器信号处理器12、反馈数据线13共同组成激光功率传感反馈装置14，激光功率传感反馈装置14替代了背景技术下的光功率调节系统(图3)的反光镜15。
如图1所示，新型闭环激光功率自动调节系统采用了激光功率传感反馈装置14，形成了闭环式的自动光功率调节系统，能够对激光设备的运行进行时时监控并自动调节其激光功率的大小。
如图1所示，在数控激光设备的光路中，激光功率传感反馈装置 14可以替代光路中的任意节点处的反光镜，形成闭环激光功率自动调节系统，其中最佳替代位置是替换光路中的末端反光镜，此处位置对激光功率的调节最精准、最及时。
图2示出了根据本发明的示例实施例的新型闭环式激光功率自动调节系统的激光功率传感反馈装置结构示意图。
如图2所示，分光镜7安装在分光镜座16的相应安装孔内，分光镜压片17紧压在分光镜7的背面，与传感器散热片18将传感器 10夹在中间，传感器10与传感器散热片18两者粘结在一起，形成一个整体；弹性垫19通过螺栓20固定在分光镜座16上，将分光镜 7、分光镜压片17、传感器10和传感器散热片18压紧；分光镜座16 上端固定密封盖23，与传感器散热片18形成冷却风腔24；传感器信号处理器12固定在分光镜座16的外部。
图3示出了背景技术下的开环光功率调节系统的原理示意流程图。
如图3所示，激光设备运行时，设备的数控系统1将控制信号通过数据线2控制激光电源3，激光电源3接收到设备的数控系统1 的信号后，自我调整，再将调整后的调定的电压、电流通过导线4 输送到激光器5，来调整激光器5输出的激光功率，激光器5输出的激光光束6到达反光镜15后，经反射向外输出。
如图3所示，背景技术下的光功率调节系统是开环调节，它只能在设备运行前先设置后再由数控系统控制来调节光功率大小，这种调节过于单一，远不能适应设备运行中的工况变化，局限了设备的应用范围，降低了设备的使用性能。
图4示出了背景技术下的开环光功率调节系统应用在数控激光设备上的等轴侧示意流程图。
如图4所示，数控激光设备运行时，设备的数控系统1将控制信号通过数据线2控制激光电源3，激光电源3接收到设备的数控系统 1的信号后，自我调整，再将调整后的调定的电压、电流通过导线4 输送到激光器5，来调整激光器5输出的激光功率，激光器5输出的激光光束6通过三个反光镜15反射到达聚焦镜21后，经聚焦镜21 聚焦输出用于设备生产的激光光束22。
图5示出了根据本发明的示例实施例的新型闭环式激光功率自动调节系统应用在数控激光设备上的等轴侧示意流程图。
如图5所示，数控激光设备运行时，设备的数控系统1将控制信号通过数据线2控制激光电源3，激光电源3接收到设备的数控系统1的信号后，自我调整，再将调整后的调定的电压、电流通过导线 4输送到激光器5，来调整激光器5输出的激光功率；激光器5输出的激光光束6经过两个反光镜15反射到达分光镜7，分光镜7按照一定的比例将一部分激光光束6反射，形成反射激光光束8，反射激光光束8到达聚焦镜21，通过聚焦镜21的聚焦，输出用于设备生产的激光光束22；在这同时分光镜7将另一部分激光光束6透射形成透射激光光束9，透射激光光束9照射传感器10；传感器10接受透射激光光束9的照射后，将接受到的激光能量转变成电信号，通过信号线11传输到传感器信号处理器12，传感器信号处理器12将处理后的信号通过反馈数据线13反馈到设备的数控系统1，设备的数控系统1根据传感器信号处理器12反馈来的信号，来控制激光电源3，促使激光电源3调节激光器5输出的激光功率，达到最终调整激光光束22的能量大小。
如图5所示，主要由分光镜7、传感器10、信号线11、传感器信号处理器12、反馈数据线13共同组成的激光功率传感反馈装置14，替代了背景技术下的光功率调节系统(图4)的末端反光镜15，组成了闭环式激光功率自动调节系统。
如图5所示，新型闭环激光功率自动调节系统采用了激光功率传感反馈装置14，形成了闭环式的自动光功率调节系统，能够对数控激光设备的运行进行时时监控并自动调节其激光功率的大小。
如图5所示，在数控激光设备的光路中，激光功率传感反馈装置 14可以替代光路中的任意节点处的反光镜15，形成闭环激光功率自动调节系统，其中最佳替代位置是替换光路中的末端反光镜15，此处位置对激光功率的调节最精准、最及时。
本发明的光路调节系统结构简单，调节方便，精准，稳定，成本低，可互换。
以上对本发明的示例实施例的详细描述是为了说明和描述的目的而提供。不是为了穷尽或将本发明限制为所公开的精确形式。显然，许多变型和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。实施例的选择和描述是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适于特定使用预期的各种变型。本发明的实施例可以省略上述技术特征中的一些技术特征，仅解决现有技术中存在的部分技术问题。而且，所公开的技术特征可以进行任意组合。本发明的范围由所附权利要求及其等价物来限定，本领域技术其他人员可以对所附权利要求中所公开的技术方案进行各种变型和组合。
Claims (11)
1.一种新型闭环式激光功率自动调节系统，主要包括数控系统、激光电源、激光器、激光功率传感反馈装置，其中激光功率传感反馈装置主要由分光镜、传感器、传感器信号处理器组成；其特征在于：本新型闭环式激光功率自动调节系统重点应用在数控激光设备的激光功率调节上，主要对激光设备的运行进行时时监控并自动调节其激光器输出激光功率的大小，以适应不同的应用工况；其特点是：传感器接受由分光镜按比例透射过来的一部分光束照射，将不同的光束能量转变成电信号传给传感器信号处理器，再由传感器信号处理器根据信号差异进行处理然后反馈到数控系统，再由数控系统控制来调节激光器输出激光功率的大小。
2.根据权利要求1所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统采用了关键的激光功率传感反馈装置。
3.根据权利要求2所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统的激光功率传感反馈装置可以替代激光设备光路中的任意节点处的反光镜，组成闭环式激光功率自动调节系统。
4.根据权利要求3所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统的激光功率传感反馈装置在激光设备的光路中的最佳替代位置是替换光路中的末端反光镜。
5.根据权利要求1所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统的激光功率传感反馈装置主要由分光镜、传感器、传感器信号处理器组成。
6.根据权利要求1所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统的激光功率传感反馈装置中采用的是分光镜而不是全反光的反光镜，其中该分光镜是按一定的比例使一部分光束反射，使另一部分光束透射。
7.根据权利要求6所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统的激光功率传感反馈装置中的分光镜一面真空镀定比例反射膜(也称半反膜)，另一面真空镀增透膜。
8.根据权利要求1所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统的激光功率传感反馈装置中采用的分光镜是根据激光器的额定功率来选择分光镜的分光比例的。
9.根据权利要求1所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统是一具有输出反馈功能的闭环式激光功率自动调节系统。
10.根据权利要求1所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统的传感器接受由分光镜按比例透射过来的一部分光束照射，将不同的光束能量转变成电信号传给传感器信号处理器，传感器信号处理器根据信号差异进行处理然后反馈到数控系统，再由数控系统控制来调节激光器输出激光功率的大小。
11.根据权利要求1所述的新型闭环式激光功率自动调节系统，其特征在于：该系统重点应用在数控激光设备的激光功率调节上，主要对激光设备的运行进行时时监控并自动调节其激光器输出激光功率的大小。
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