CN110190897A - 光纤设备操作监视 - Google Patents

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Abstract

监视设备可以从与包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联的传感器的集合接收与光学设备相关联的传感器信息。监视设备可以基于传感器信息确定光学设备的操作属性的集合。操作属性的集合可以包括:描述光学设备的一个或多个部件的健康的健康属性、描述光学设备的一个或多个部件的劣化的劣化属性、描述光学设备的环境的环境属性、或与其中正在使用光学设备的过程相关的过程属性。监视设备可以标识操作属性的集合中的操作属性是否满足条件,并且可以基于操作属性是否满足条件来选择性地执行监视动作。

Description

光纤设备操作监视
技术领域
本公开涉及高功率光纤激光器,并且更具体地,涉及包含在高功率光纤激光器中的光学设备的操作监视。
背景技术
高功率光纤激光器是能够传送相对高的输出功率的光纤激光器。例如,高功率光纤激光器的输出功率可以在几十瓦特到几千瓦特的范围内。高功率光纤激光器包括使高功率光纤激光器能够传送这种相对高的输出功率的一个或多个光学设备。例如,高功率光纤激光器可以包括光纤合束器(fiber optic beam combiner),其接收来自多个激光器模块(例如,经由相应的输入光纤)的多个光学输入并且组合此多个光学输入以在单个输出光纤中形成光学输出(例如,使得来自多个光学输入的光功率在光学输出中组合)。
发明内容
根据一些实施方式,一种方法可以包括:由监视设备接收与包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联的传感器信息,其中该传感器信息从与该光学设备相关联的传感器的集合接收;由监视设备并且基于该传感器信息确定光学设备的操作属性的集合,其中操作属性的集合包括以下中的至少一个:描述光学设备的一个或多个部件的健康的健康属性、描述光学设备的一个或多个部件的劣化的劣化属性、描述光学设备的环境的环境属性、或与正在其中使用光学设备的过程相关联的过程属性;由监视设备标识所述操作属性的集合中的操作属性是否满足条件;以及由监视设备基于所述操作属性是否满足条件来选择性地执行监视动作。
根据一些实施方式,一种监视设备可以包括一个或多个处理器,用于:接收与包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联的传感器信息,其中该传感器信息从与该光学设备相关联的传感器的集合接收;基于该传感器信息确定光学设备的操作属性的集合,其中操作属性的集合包括以下中的至少一个:描述光学设备的一个或多个部件的健康的健康属性、描述光学设备的一个或多个部件的劣化的劣化属性、描述光学设备的环境的环境属性、或与正在其中使用光学设备的过程相关联的过程属性;标识所述操作属性的集合中的操作属性是否满足条件;以及基于操作属性是否满足条件来选择性地执行监视动作。
根据一些可能的实施方式,一种方法可以包括:由监视设备标识多个监视功能中要由监视设备与监视包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联地执行的监视功能的集合,其中该监视功能的集合包括以下中的至少一个:与监视光学设备的一个或多个部件的健康相关联的健康监视功能、与监视光学设备的一个或多个部件的劣化相关联的劣化监视功能、与监视光学设备的环境相关联的环境监视功能、或与监视其中光学设备正在操作的过程相关联的过程监视功能;由监视设备确定光学设备的操作属性的至少一个集合,该操作属性的至少一个集合中的每一个操作属性与所标识的监视功能的集合中的相应一个监视功能相关联;其中,该操作属性的至少一个集合基于与光学设备相关联的、在光学设备的操作期间从传感器的集合接收的传感器信息来确定;以及由监视设备基于该操作属性的至少一个集合选择性地执行监视动作。
附图说明
图1A和图1B是本文描述的执行对包含在高功率光纤激光器中的光学设备的操作监视的示例性操作监视器的图。
图2A-图2D是当包含在高功率光纤激光器中的光学设备是光纤合束器时与操作监视相关联的示例的图。
图3是本文描述的操作监视器的示例性部件的图。
图4和图5是本文描述的用于执行对包含在高功率光纤激光器中的光学设备的操作监视的示例性处理的流程图。
具体实施方式
以下对示例性实施方式的详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
高功率光纤激光器可以包括使高功率光纤激光器能够从单个光纤提供相对高的输出功率(例如,至少10瓦特(W))的一个或多个光学设备。例如,如以上所描述的,高功率光纤激光器可以包括光纤合束器,其接收来自多个激光器模块(例如,经由相应的输入光纤)的多个光学输入并且组合这些多个光学输入以在单个输出光纤中形成光学输出。
由于高功率光纤激光器的高光功率,高功率光纤激光器中包含的光学设备的灾难性故障(例如,光纤合束器的一个或多个部件的故障)的可能性是高功率光纤激光器设计中的一个重要问题。结果,对高功率光纤激光器的光学设备监视以便检测和/或防止灾难性故障对于确保高功率光纤激光器的安全和可靠操作是重要的。另外,使用了高功率光纤激光器的应用可能给高功率光纤激光器带来问题。例如,背向反射是高功率光纤激光器应用中的重要问题,诸如切割、焊接或材料沉积(例如,由于高功率背向反射可以对高功率光纤激光器的部件造成重大损坏)。值得注意的是,在诸如电信应用之类的较低功率应用中,背向反射并不是那么重要的问题。
在此描述的一些实施方式提供了一种操作监视器,其能够与监视包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联地执行一个或多个监视功能。在一些实施方式中,一个或多个监视功能可以包括:与监视光学设备的一个或多个部件的健康相关联的健康监视功能、与监视光学设备的一个或多个部件的劣化相关联的劣化监视功能、与监视光学设备的环境相关联的环境监视功能、和/或与监视其中光学设备正在操作的过程相关联的过程监视功能。
在一些实施方式中,当执行给定监视功能时,操作监视器可以基于在光学设备的操作期间从传感器的集合接收的传感器信息来确定光学设备的操作属性的集合。在一些实施方式中,传感器的集合中的给定传感器被定位在特定位置处,其中该特定位置取决于给定传感器将要被用于的监视功能。这里,通过将给定传感器定位在特定位置处,可以实现操作监视器的精确性和可靠性(即,特定位置可以是用于收集要用于相关联的监视功能的传感器信息的最佳或接近最佳位置)。在下面描述关于传感器定位的另外的细节。
图1A和图1B是执行包含在高功率光纤激光器150中的光学设备160的操作监视的示例性操作监视器100的图。如图所示,操作监视器100可以配置有监视功能的集合,包括例如健康监视器110、劣化监视器120、环境监视器130和/或过程监视器140。如进一步所示,高功率光纤激光器150包括光学设备160,其包括光学部件170的集合和传感器部件180的集合。下面提供关于图1A中所示的设备的细节,接着是对由操作监视器100执行的操作监视的示例性处理的描述。
操作监视器100包括能够执行对包含在高功率光纤激光器150中的光学设备160的操作监视的设备。在一些实施方式中,操作监视器100可以包括服务器、一组服务器、用户设备(例如膝上型计算机、手持式计算机、平板计算机、台式计算机、智能电话等)和/或另一类型的计算和通信设备。在一些实施方式中,操作监视器100包括通信接口,其允许操作监视器100从与高功率光纤激光器150相关联的其他设备、比如传感器部件180的集合、与高功率光纤激光器150相关联的控制器(未示出)等接收信息和/或向其发送信息。
在一些实施方式中,执行操作监视可以包括执行在操作监视器100上配置的一个或多个监视功能。如图1A所示,操作监视器100上配置的监视功能可以包括例如健康监视器110、劣化监视器120、环境监视器130和/或过程监视器140。以下关于图1B提供关于这些监视功能的附加细节。
高功率光纤激光器150包括能够传送相对高的输出功率(例如,至少10瓦特)的光纤激光器。如图所示,高功率光纤激光器150包括光学设备160,其使高功率光纤激光器150能够提供这种相对高的输出功率。例如,光学设备160可以包括光纤合束器或者包含在高功率光纤激光器150中的另一设备。
光学部件170的集合包括光学设备160的一个或多个光学部件。例如,当光学设备160是光纤合束器时,光学部件170的集合可以包括一组输入光纤、输入光纤附接部件(例如胶合物、环氧树脂等)、锥形波导、输出光纤附接部件(例如胶合物、环氧树脂等)、输出光纤、壳体等。下面结合图2A和图2B描述当光学设备160是光纤合束器时光学部件170的特定示例。
传感器部件180的集合包括一个或多个传感器,其能够收集与光学设备160相关联的传感器信息,并将传感器信息提供给操作监视器100(例如,用于在执行操作监视中使用)。例如,传感器部件180的集合可以包括一个或多个温度传感器,以测量光学设备160中的特定位置处或特定位置附近(例如,光学部件170的集合中的一个或多个部件处或附近、光学设备160的壳体内等)的温度。作为另一示例,传感器部件180的集合可以包括一个或多个功率监视器,以测量与光学设备160相关联的光功率。作为另一示例,传感器部件180的集合可以包括一个或多个光电二极管,以测量光学设备160中的特定位置处的光功率(例如,光学部件170的集合中的一个或多个部件处或附近的散射光、经过光学设备160传播的背向反射光等)。作为另一示例,传感器部件180的集合可以包括一个或多个应力传感器,以测量光学部件170的集合中的一个或多个部件处或附近的应力。作为另一示例,传感器部件180的集合可以包括被布置为检测光学部件170的集合中的一个或多个部件处或附近的热点(hot spot)的一个或多个相机。作为另一示例,传感器部件180的集合可以包括被布置为测量光学设备160中的特定位置处(例如,光学部件170的集合中的一个或多个部件处或附近、光学设备160的壳体内等)的湿度的一个或多个湿度传感器。
在一些实施方式中,传感器部件180的集合中的给定传感器可以被定位在特定位置处,其中该特定位置取决于该给定传感器将要被用于的监视功能。在一些实施方式中,特定位置被选择为使得相关联的监视功能的性能由于传感器在该特定位置的定位而改善。换句话说,传感器部件180的集合中的一个或多个部件可以被定位在最佳或接近最佳的位置中,以便实现可靠和精确的操作监视(例如,与传感器的任意定位相比)。下面结合图2A和图2B描述在光学设备160是光纤合束器的情况下传感器部件180的集合的定位的说明性示例。
在操作中,如从图1A中的附图标记10开始所示出的,操作监视器100可以从传感器部件180的集合中的一个或多个部件接收与光学设备160相关联的传感器信息。传感器信息包括与由一个或多个传感器部件180执行的测量相关联的信息。传感器信息可以包括例如标识光学设备160中的特定位置处或附近的温度的信息(当传感器部件180的集合包括温度传感器时)、标识与光学设备160相关联的光功率的信息(当传感器部件180的集合包括功率监视器时)、标识光学设备160中的特定位置处或附近的光学功率的信息(当传感器部件180的集合包括光电二极管时)、标识特定位置处的应力的强度的信息(当传感器部件180的集合包括应力传感器时)、指示特定位置处的热点的信息(当传感器部件180的集合包括相机时)、标识光学设备160中的特定位置处的相对湿度的信息(当传感器部件180的集合包括湿度传感器时)等等。
在一些实施方式中,操作监视器100可以基于从一个或多个传感器部件180请求传感器信息,来接收传感器信息。附加地或可替代地,操作监视器100可以基于传感器信息由一个或多个传感器部件180自动地提供(例如,当一个或多个传感器部件180被配置为在周期性的基础上、在特定时间、基于测量阈值等提供传感器信息时),来接收传感器信息。
在一些实施方式中,传感器信息可以包括由传感器部件180的集合中的每个部件提供的信息(例如,当操作监视器100从传感器部件180的集合中的每个部件请求传感器信息时,当传感器180的集合中的每个部件被配置为在特定时间提供传感器信息时,等等)。可替代地,传感器信息可以包括由传感器部件180的集合的子集提供的信息。例如,当操作监视器100要执行特定监视功能时,操作监视器100可以从提供执行该特定监视功能所需的传感器信息的、传感器180的集合的子集请求传感器信息。
操作监视器100可以基于传感器信息执行光学设备160的操作监视。例如,操作监视器100可以执行操作监视器100上配置的监视功能中的一个或多个。
在一些实施方式中,操作监视器100可以从操作监视器100上配置的一组监视功能中标识要由操作监视器100执行的监视功能的集合。作为说明性示例,如图1A所示,操作监视器100可以配置有四个不同的监视功能。在一个示例中,操作监视器100标识四个监视功能中的三个(例如,健康监视、劣化监视和过程监视)用于执行,这意味着操作监视器100可以执行三个标识的监视功能中的每一个(例如,分别使用健康监视器110、劣化监视器120和过程监视器140)。然后,操作监视器100与监视光学设备160相关联地执行这三个标识的监视功能。
在一些实施方式中,操作监视器100可以基于操作监视器100的配置,来标识监视功能的集合。例如,操作监视器100可以(例如,从用户设备、从控制器等)接收配置信息,该配置信息标识用于由操作监视器100执行的监视功能的集合。在一些实施方式中,可以更新这样的配置信息(例如,使得可以基于进一步的配置来修改监视功能的集合)。在一些实施方式中,配置信息可以由控制器确定(例如,当控制器被配置为标识监视功能的集合并且向操作监视器100提供与配置相关联的信息时)。作为另一示例,作为到高功率光纤激光器系统的用户输入(例如,经由用户设备)的结果,操作监视器100可以接收配置信息。
在一些实施方式中,操作监视器100可以基于一个或多个监视功能的先前执行的结果,来标识监视功能的集合。例如,操作监视器100可以标识监视功能的第一集合以用于执行,并且可以执行监视功能的第一集合,包括确定一个或多个操作属性是否满足相应的相关条件,如下所描述的。这里,如果一个或多个操作属性满足相应的相关条件,则操作监视器100可以被配置为标识监视功能的第二集合以用于执行。换句话说,在达到与标识的监视功能的第一集合相关联的特定结果时,操作监视器100可以被配置为标识监视功能的第二集合,以用于光学设备160的操作监视的下一次迭代。以这种方式,可以响应于先前的操作监视的结果来动态地更新监视功能的集合的标识。
作为另一示例,操作监视器100可以标识监视功能的第一集合以用于执行,并且可以执行监视功能的第一集合,如下所描述的。这里,在监视功能的第一集合的执行之后,操作监视器100可以被配置为标识监视功能的第二集合以用于执行。换句话说,在监视功能的第一集合的执行之后,操作监视器100可以被配置为标识监视功能的第二集合,以用于光学设备160的操作监视的下一次迭代。以这种方式,监视功能的集合的标识可以在监视功能当中自动循环,这增加了光学设备160的操作监视的多样性。
在一些实施方式中,当执行监视功能的集合时,操作监视器100可以首先确定与光学设备160相关联的操作属性的集合,如附图标记12所示。操作属性包括指示光学设备160在高功率光纤激光器150的操作期间的属性的信息。在一些实施方式中,操作监视器100可以基于传感器信息,来确定操作属性的集合。
在一些实施方式中,操作属性可以包括健康属性,该健康属性包括指示光学设备160的光学部件170的集合中的一个或多个部件的健康的信息。附加地或可替代地,操作属性可以包括劣化属性,该劣化属性包括指示光学设备160的光学部件170的集合中的一个或多个部件的劣化的信息。附加地或可替代地,操作属性可以包括环境属性,该环境属性包括指示光学设备160的环境的信息。附加地或可替代地,操作属性可以包括过程属性,该过程属性与其中正在使用高功率光纤激光器150的过程相关联。下面描述在光纤合束器的背景下的这些操作属性的说明性示例。
如图1A所示,并且参照附图标记14,操作监视器100可以标识包含在操作属性的集合中的操作属性是否满足相应的条件。在一些实施方式中,给定条件与给定监视功能相关联。该条件可以包括例如对于特定操作属性的阈值、对于特定操作属性的阈值范围、与特定操作属性相关联的二进制标志(例如,真/假、是/否、正/负)等等。
在一些实施方式中,如附图标记16所示,操作监视器100可以基于操作属性是否满足条件来选择性地执行监视动作。例如,当操作属性满足条件时,操作监视器100可以执行监视动作。相反,当操作属性不满足条件时,操作监视器100可以不执行监视动作。
作为说明性示例,在过程监视的情况下,该条件可以是光学设备160的特定光学部件170处(例如,光纤合束器的输入光纤附接部件处)的背向反射光的阈值功率。这里,如果与特定光学部件170相关联的过程属性指示特定光学部件170处的背向反射光的强度满足阈值功率,则操作监视器100可以执行相关联的监视动作。相反,如果与特定光学部件170相关联的过程属性指示在特定光学部件170处的背向反射光的强度不满足阈值功率,则操作监视器100可以不执行相关联的监视动作。下面结合图2A和图2B描述在光纤合束器的背景下监视功能的执行的另外的说明性示例。
在一些实施方式中,监视动作可以包括(例如,向用户设备和/或与高功率光纤激光器150相关联的控制器)提供指示操作属性满足条件的错误代码(例如,使得可以向操作通知该操作条件)。附加地或可替代地,监视动作可以包括使另一光学设备(例如,包含在高功率光纤激光器150中的一个或多个激光器模块等)断电、使另一光学设备的功率电平被调节(例如增加或减少)和/或另一类型的动作。
在一些实施方式中,监视动作可以是与调节或优化高功率光纤激光器150的性能相关联的动作。作为说明性示例,在环境监视的情况下,该条件可以是光学设备160的特定光学部件170处(例如,光学设备160的壳体上或壳体内)的阈值温度。这里,如果与特定光学部件170相关联的环境属性指示温度满足阈值温度,则操作监视器100可以执行相关联的监视动作,比如降低冷却器温度。作为另一示例,在环境监视的情况下,该条件可以是光学设备160的特定光学部件170处(例如,光学设备160的壳体上或壳体内)的阈值湿度。这里,如果与特定光学部件170相关联的环境属性指示湿度满足阈值湿度,则操作监视器100可以执行相关的监视动作,比如将高功率光纤激光器150的除湿器通电。
通常,由传感器部件180的集合收集的传感器信息可以由操作监视器100在闭环控制系统中利用,该闭环控制系统允许调节和/或优化高功率光纤激光器150的性能。以这种方式,操作监视器100使能实现智能的高功率光纤激光器150。
图1B是示出关于图1A中的操作监视器100上配置的监视功能的细节的图。如以上所描述的,在一些实施方式中,操作监视器100可以配置有健康监视器110、劣化监视器120、环境监视器130和/或过程监视器140。
健康监视器110包括能够监视光学部件170的集合中的一个或多个部件的健康的一个或多个部件。在一些实施方式中,光学部件170的健康可以通过以与光学部件170相关联的热斜率线性(thermal slope linearity)的形式的健康属性来描述。通常,给定光学部件170中的光功率越高,光将泄漏得越多(例如,从芯(core)到包层),这增加了光学部件170中和光学部件170周围的热量。在健康的光学部件170中,温度和光功率之间的关系是近似线性的(例如,使得随着光功率增加,温度近似线性地增加)。然而,在相对较不健康的光学元件170中,温度随光功率非线性地(例如,二次地、抛物线地、指数地等)增加。在一些实施方式中,非线性可以例如由污染、OH离子的存在、色心等引起。这里,非线性可以指示不健康的光学部件170。
在一些实施方式中,健康监视器110可以基于传感器信息来确定热斜率线性(即,温度-光功率关系是否近似线性的),该传感器信息包括标识光学部件170处或附近的温度的信息(例如,由温度传感器提供)和标识光学部件170处的光功率的信息(例如,由功率监视器提供)。在一些实施方式中,健康监视器110可以在高功率光纤激光器150通电时执行的校准过程期间确定热斜率线性。在一些实施方式中,健康监视器110可以确定光学部件170的集合中的一个或多个部件的热斜率线性。
在一些实施方式中,健康监视器110可以标识所确定的热斜率线性是否满足线性条件(例如,热斜率线性是否指示温度-光功率关系满足线性阈值),并且可以相应地选择性地执行监视动作。下面结合图2C描述健康监视器110的基于热斜率线性的健康监视的特定示例。
在一些实施方式中,光学部件170的健康可以通过以与光学部件170相关联的光纤损坏/熔化(fuse)属性的形式的健康属性来描述。光纤损坏/熔化属性是指示光学部件170(例如,输入光纤或输出光纤)所经历的光纤的损坏的程度和/或光纤熔化的程度的属性。在一些实施方式中,健康监视器110可以基于传感器信息确定光纤损坏/熔化属性,该传感器信息包括指示光学部件170处或附近的散射光的强度的信息(例如,由光电二极管提供的传感器信息)。例如,由光纤损坏引起的微裂可能导致受损光纤处或附近的散射光,并且此散射光可以由光电二极管检测。在一些实施方式中,健康监视器110可以确定光学部件170的集合中的一个或多个部件的光纤损坏/熔化属性。
在一些实施方式中,健康监视器110可以标识所确定的光纤损坏/熔化属性是否满足损坏/熔化条件(例如,散射光的强度是否满足阈值),并且可以相应地选择性地执行监视动作。
劣化监视器120包括能够监视光学部件170的集合中的一个或多个部件的劣化的一个或多个部件。在一些实施方式中,光学部件170的劣化可以通过以与光学部件170相关联的热点(例如,相对较高温度的区域)的形式的劣化属性来描述。热点是指示光学部件170所经历的劣化(例如,由磨损、增加的污染等引起)的属性的示例。在一些实施方式中,劣化监视器120可以基于传感器信息标识热点,该传感器信息包括指示光学部件170处或附近的温度的信息(例如,由温度传感器或热像仪提供的传感器信息)。在一些实施方式中,劣化监视器120可以配置为标识光学部件170的集合中的一个或多个部件处或附近的热点。
在一些实施方式中,劣化监视器120可以基于确定给定位置处或附近的温度是否满足温度条件(例如,给定位置处或附近的温度是否满足阈值)来标识是否存在热点,并且可选地标识热点的尺寸是否满足尺寸条件(例如,热点的尺寸是否满足阈值),并且可以相应地选择性地执行监视动作。
在一些实施方式中,光学部件170的劣化可以通过以光学部件170处或附近的散射光的强度的形式的劣化属性来描述。散射光是指示光学部件170所经历的劣化的属性的另一示例。在一些实施方式中,劣化监视器120可以基于由布置在光学部件170处或附近的光电二极管提供的传感器信息来确定散射光的强度。在一些实施方式中,劣化监视器120可以被配置为确定光学部件170的集合中的一个或多个部件处或附近的散射光的强度。
在一些实施方式中,劣化监视器120可以标识散射光的强度是否满足散射光条件(例如,散射光的强度是否满足阈值),并且可以相应地选择性地执行监视动作。
在一些实施方式中,光学部件170的劣化可以通过以在光学部件170处或附近的应力的强度的形式的劣化属性来描述。应力是指示光学部件170所经历的劣化的属性的另一示例。在一些实施方式中,劣化监视器120可以基于由布置在光学部件170处或附近的应力传感器提供的传感器信息来确定应力的强度。在一些实施方式中,劣化监视器120可以配置为确定光学部件170的集合中的一个或多个部件处或附近的应力的强度。在一些实施方式中,劣化监视器120可以使用偏光仪技术来确定应力的强度。在一些实施方式中,劣化监视器120可以使用光纤或其他应变传感器来确定应力的强度。
在一些实施方式中,劣化监视器120可以标识应力的强度是否满足应力条件(例如,应力的强度是否满足阈值),并且可以相应地选择性地执行监视动作。
环境监视器130包括能够监视光学设备160的环境的一个或多个部件。在一些实施方式中,光学设备160的环境可以通过以温度的形式的环境属性来描述。在一些实施方式中,环境监视器130可以基于由布置在光学设备160处或附近的温度传感器提供的传感器信息来确定温度(例如,光学设备160处、附近或内部的温度)。在一些实施方式中,环境监视器130可以标识温度是否满足温度条件(例如,温度是否满足阈值),并且可以相应地选择性地执行监视动作。
在一些实施方式中,光学设备160的环境可以通过以相对湿度的形式的环境属性来描述。在一些实施方式中,环境监视器130可以基于由布置在光学设备160处或附近的湿度传感器提供的传感器信息来确定相对湿度(例如,光学设备160处、附近或内部的相对湿度)。在一些实施方式中,环境监视器130可以标识湿度量是否满足湿度条件(例如,相对湿度是否满足阈值),并且可以相应地选择性地执行监视动作。
过程监视器140能够监视其中正在使用高功率光纤激光器150的过程。在一些实施方式中,可以基于以背向反射光的强度的形式的过程属性来监视与高功率光纤激光器150相关联的过程。在一些实施方式中,过程监视器140可以基于由布置在特定光学部件170处或附近的光电二极管提供的传感器信息,来确定背向反射光的强度(例如,光学部件170处的背向反射光的光功率)。在一些实施方式中,过程监视器140可以标识背向反射光的强度是否满足背向反射条件(例如,背向反射光的光学功率是否小于或等于阈值),并且可以相应地选择性地执行监视动作。
图1A和图1B中示出和描述的部件的数量和布置作为示例而提供。在实践中,操作监视器100、高功率光纤激光器150和/或光学设备160可以包括除了上面示出和描述的那些之外的附加部件、不同部件、被不同地布置的部件等等。附加地或可替代地,操作监视器100、高功率光纤激光器150和/或光学设备160的部件的集合(例如,一个或多个部件)可以分别执行被描述为由操作监视器100、高功率光纤激光器150和/或光学设备160的部件的另一集合执行的一个或多个功能。
图2A-图2D是当光学设备160是光纤合束器200时与操作监视相关联的示例的图。如图2A所示,光纤合束器200可以包括光学部件170的集合,其包括一组输入光纤210、输入光纤附接部件220(例如,胶合物、环氧树脂等)、锥形波导230、接合处(splice)240、输出光纤附接部件250(例如,胶合物、环氧树脂等)、输出光纤260和壳体270。
如以上所指出的,在一些实施方式中,传感器部件180的集合中的一个或多个部件可以被定位在最佳或接近最佳的位置中,以便使实现可靠和精确的操作监视。图2A和图2B示出了对于光纤合束器200的这种定位。更具体地,图2A示出了可以将传感器部件180定位在其中的近似区域(由虚线标识),并且图2B示出了这些区域与可以在操作监视器100上配置的监视功能之间的关联。以下与图2A和图2B相关联的示例示出了一个或多个特定类型的传感器可以被定位在特定位置中,以便利于特定的操作监视功能的执行。
例如,与对锥形波导230的基于热斜率线性的健康监视相关联地,传感器部件180(例如,温度传感器和功率监视器)可以被定位在由附图标记232标识的区域中或附近。作为另一示例,与对接合处240的基于热斜率线性的健康监视相关联地,传感器部件180(例如,温度传感器和功率监视器)可以被定位在由附图标记242标识的区域中或附近。
图2C是光纤合束器200在三个不同日期(例如,日期1、日期2和日期3)的示例性热斜率线性属性的图形表示。提供该示例以说明以上述方式由健康监视器110对光纤合束器200进行的基于热斜率线性的健康监视。如图2C中所示,健康监视器110可以确定特定光学部件170(例如,锥形波导230、接合处240)在第一日期是健康的(例如,温度-光功率关系在日期1近似是线性的)。然而,如进一步所示,健康监视器110可以确定特定光学部件170在随后的日期是不健康的(例如,温度-光功率关系在日期2和日期3是非线性的)。在此示例中,操作监视器100可以在第一日期不执行监视动作,而是可以在第二和/或第三日期执行监视动作。
返回到图2A和图2B,作为另一示例,与监视该组输入光纤210的健康相关联地,一个或多个传感器部件180(例如,一个或多个光电二极管)可以被定位在由附图标记212标识的区域中或附近。作为另一示例,与监视输出光纤260的健康相关联地,传感器部件180(例如,光电二极管)可以被定位在由附图标记262标识的区域中或附近。
作为另一示例,与对锥形波导230的基于热点的劣化监视相关联地,传感器部件180(例如,相机)可以被定位为捕获在由附图标记232标识的区域内或附近的图像。作为另一示例,与对接合处240的基于热点的劣化监视相关联地,传感器部件180(例如,相机)可以被定位为捕获在由附图标记242标识的区域内或附近的图像。作为另一示例,与对输出光纤附接部件250的基于热点的劣化监视相关联地,传感器部件180(例如,相机)可以被定位为捕获在由附图标记252标识的区域内或附近的图像。
作为另一示例,与对锥形波导230的基于散射光的劣化监视相关联地,传感器部件180(例如,光电二极管)可以被定位在由附图标记252标识的区域中或附近(例如,在输出光纤附接部件250处或附近)。在一些实施方式中,将光电二极管布置在区域252中或附近允许对光学设备160的改善的劣化监视。图2D是示出区域242处(例如,在接合处240处或附近)和区域252处(例如,在输出光纤附接部件250处或附近)的劣化前和劣化后功率测量的图形表示。如图2D所示,在区域252中或附近可以更容易地检测到光学设备160的劣化(例如,由于从劣化前到劣化后的功率变化是显著的)。
返回到图2A和图2B,作为另一示例,与在输出光纤附接部件250处的基于应力的劣化监视相关联地,传感器部件180(例如,应力传感器)可以被定位在由附图标记252标识的区域中或附近。
作为另一示例,与对光纤合束器200的环境监视相关联地,一个或多个传感器部件180(例如,温度传感器、湿度传感器等)可以被定位在由附图标记272标识的区域中或附近(例如,在壳体270内、在壳体270的壁上等等)。
作为另一示例,与包括光纤合束器200的高功率光纤激光器150所关联的过程监视相关联地,传感器部件180(例如,光电二极管)可以被定位在由附图标记222标识的区域中或附近。在此示例中,光电二极管在区域222中或附近的定位允许光电二极管测量在使用高功率光纤激光器150的过程的执行期间在输入光纤附接部件220处发生的背向反射。
图2A和图2B中示出和描述的部件的数量和布置作为示例而被提供。在实践中,光学设备160可以包括除了上面示出和描述的那些之外的附加部件、不同部件、被不同地布置的部件、不同尺寸的部件、不同相对尺寸的部件等等。附加地或可替代地,光学设备160的部件的集合(例如,一个或多个部件)可以执行被描述为由光学设备160的部件的另一集合执行的一个或多个功能。此外,图2A中标识的区域作为用于说明目的的示例而被提供,并且在实践中,可以具有与图1A中所示不同的尺寸或方向。另外,图2C和图2中的图形表示仅作为示例而被提供。其他示例可以与关于图1和图2描述的不同。
图3是设备300的示例性部件的图。设备300可以对应于操作监视器100。在一些实施方式中,操作监视器100可以包括一个或多个设备300和/或设备300的一个或多个部件。如图3所示,设备300可以包括总线310、处理器320、存储器330、储存部件340、输入部件350、输出部件360和通信接口370。
总线310包括允许设备300的多个部件之间的通信的部件。处理器320以硬件、固件和/或硬件和软件的组合来实现。处理器320是中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、加速处理单元(APU)、微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或另一类型的处理部件。在一些实施方式中,处理器320包括能够被编程为执行功能的一个或多个处理器。存储器330包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或存储供处理器320使用的信息和/或指令的另一类型的动态或静态储存设备(例如,闪存、磁存储器和/或光存储器)。
储存部件340存储与设备300的操作和使用有关的信息和/或软件。例如,储存部件340可以包括硬盘(例如,磁盘、光盘和/或磁光盘)、固态驱动器(SSD)、紧凑盘(CD)、数字通用盘(DVD)、软盘、盒式磁盘、磁带和/或另一类型的非暂时性计算机可读介质、以及相应的驱动器。
输入部件350包括允许设备300例如经由用户输入(例如,触摸屏显示器、键盘、小键盘、鼠标、按钮、开关和/或麦克风)接收信息的部件。附加地或可替代地,输入部件350可以包括用于确定位置的部件(例如,全球定位系统(GPS)部件)和/或传感器(例如,加速计、陀螺仪、致动器、另一类型的定位或环境传感器等等)。输出部件360包括提供来自设备300的输出信息的部件(例如经由显示器、扬声器、触觉反馈部件、音频或视觉指示器等)。
通信接口370包括类似收发器的部件(例如,收发器、单独的接收器、单独的发送器等),其使设备300能够例如经由有线连接、无线连接、或有线和无线连接的组合来与其他设备通信。通信接口370可以允许设备300从另一设备接收信息和/或向另一设备提供信息。例如,通信接口370可以包括以太网接口、光学接口、同轴接口、红外接口、射频(RF)接口、通用串行总线(USB)接口、Wi-Fi接口、蜂窝网络接口等等。
设备300可以执行在此描述的一个或多个处理。设备300可以基于处理器320执行由诸如存储器330和/或储存部件340非暂时性计算机可读介质存储的软件指令来执行这些处理。如在此所使用的,术语“计算机可读介质”指的是非暂时性存储器设备。存储器设备包括单个物理储存设备内的存储器空间或跨多个物理储存设备的存储器空间。
可以经由通信接口370将软件指令从另一计算机可读介质或从另一设备读入存储器330和/或储存部件340中。存储在存储器330和/或储存部件340中的软件指令在被执行时可以使处理器320执行在此描述的一个或多个处理。附加地或可替代地,可以使用硬件电路来代替软件指令或与软件指令组合以执行在此描述的一个或多个处理。因此,这里描述的实现方式不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
图3中所示的部件的数量和布置作为示例而被提供。在实践中,与图3中所示的部件相比,设备300可以包括附加部件、更少部件、不同部件、或被不同地布置的部件。附加地或可替代地,设备300的部件的集合(例如,一个或多个部件)可以执行被描述为由设备300的部件的另一集合执行的一个或多个功能。
图4是用于执行对包含在高功率光纤激光器中的光学设备的操作监视的示例性处理400的流程图。在一些实施方式中,图4的一个或多个处理框可以由监视设备(例如,操作监视器100)执行。
如图4所示,处理400可以包括接收与包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联的传感器信息(框410)。例如,如在此所描述的,监视设备(例如,使用处理器320、输入部件350、通信接口370等)可以接收与包含在高功率光纤激光器中的光学设备(例如,光学设备160)相关联的传感器信息。在一些实施方式中,传感器信息是从与光学设备相关联的传感器的集合(例如,传感器部件180)接收的,如在此所描述的。
如图4中进一步所示,处理400可以包括基于传感器信息确定光学设备的操作属性的集合(框420)。例如,如在此所描述的,监视设备(例如,使用处理器320、存储器330、储存部件340等等)可以基于传感器信息确定光学设备的操作属性的集合。在一些实施方式中,操作属性的集合包括以下中的至少一个:描述光学设备的一个或多个部件的健康的健康属性、描述光学设备的一个或多个部件的劣化的劣化属性、描述光学设备的环境的环境属性、和/或与其中正在使用光学设备的过程相关联的过程属性,如在此所描述的。
如图4中进一步所示,处理400可以包括标识操作属性的集合中的操作属性是否满足条件(框430)。例如,监视设备(例如,使用处理器320、存储器330、储存部件340等等)可以标识操作属性的集合中的操作属性是否满足条件,如在此所描述的。
如图4中进一步所示,处理400可以包括基于操作属性是否满足条件来选择性地执行监视动作(框440)。例如,监视设备(例如,使用处理器320、存储器330、储存部件340、输出部件360、通信接口370等等)可以基于操作属性是否满足条件来选择性地执行监视动作,如在此所描述的。
处理400可以包括另外的实施方式,诸如下面描述的和/或与在本文他处描述的一个或多个其他处理结合的任何单个实施方式或实施方式的任何组合。
在一些实施方式中,当操作属性满足条件时,选择性地执行监视动作包括提供指示操作属性满足条件的错误代码。
在一些实施方式中,当操作属性满足条件时,选择性地执行监视动作包括使另一光学设备断电,该光学设备被包含在该另一光学设备中。
在一些实施方式中,该光学设备为光纤合束器。
在一些实施方式中,当操作属性的集合包括健康属性时,传感器的集合包括:用于测量光学设备的一个或多个部件处或附近的温度的温度传感器、布置为测量与光学设备相关联的光功率的功率监视器、和/或布置为测量光学设备的一个或多个部件处或附近的散射光的光电二极管。
在一些实施方式中,当操作属性的集合包括劣化属性时,传感器的集合包括:用于测量光学设备的一个或多个部件处或附近的温度的温度传感器、布置为测量光学设备的一个或多个部件处或附近的散射光的光电二极管、布置为测量光学设备的一个或多个部件处或附近的应力的应力传感器、和/或布置为标识光学设备的一个或多个部件处或附近的热点的相机。
在一些实施方式中,当操作属性的集合包括环境属性时,传感器的集合包括:用于测量光学设备的一个或多个部件处或附近的温度的温度传感器、和/或布置为测量光学设备的一个或多个部件处或附近的湿度的湿度传感器、。
在一些实施方式中,当操作属性的集合包括过程属性时,传感器的集合包括光电二极管,该光电二极管被布置为测量经过光学设备传播的背向反射光,其中该光电二极管被定位在光学设备的输出光纤的附接部件处。
在一些实施方式中,监视设备可以标识多个监视功能中要由该监视设备执行的监视功能的集合。这里,当确定光学设备的操作属性的集合时,监视设备可以基于所标识的监视功能的集合来确定操作属性的集合。
尽管图4示出了处理400的示例框,但是在一些实施方式中,处理400可以包括与图4中所描绘的那些相比附加的框、更少的框、不同的框、或被不同地布置的框。附加地或可替代地,处理400的框中的两个或者更多个可以并行执行。
图5是用于执行对包含在高功率光纤激光器中的光学设备的操作监视的示例性处理500的流程图。在一些实施方式中,图5的一个或多个处理框可以由监视设备(例如,操作监视器100)执行。
如图5所示,处理500可以包括标识多个监视功能中要由监视设备与监视包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联地执行的监视功能的集合(框510)。例如,监视设备(例如,使用处理器320、存储器330、储存部件340、输入部件350、通信接口370等等)可以标识多个监视功能中要由监视设备与监视包含在高功率光纤激光器中的光学设备(例如,光学设备160)相关联地执行的监视功能的集合,如在此所描述的。
在一些实施方式中,监视功能的集合包括以下中的至少一个:与监视光学设备的一个或多个部件的健康相关联的健康监视功能、与监视光学设备的一个或多个部件的劣化相关联的劣化监视功能、与监视光学设备的环境相关联的环境监视功能、或与监视其中光学设备正在操作的过程相关联的过程监视功能。
如图5中进一步所示,处理500可以包括确定光学设备的操作属性的至少一个集合,该操作属性的至少一个集合中的每个操作属性与所标识的监视功能的集合中的相应一个监视功能相关联(框520)。例如,监视设备(例如,使用处理器320、存储器330、储存部件340等)可以确定光学设备的操作属性的至少一个集合,该操作属性的至少一个集合中的每个操作属性与所标识的监视功能的集合中的相应一个监视功能相关联,如在此所描述的。
在一些实施方式中,操作属性的至少一个集合是基于在光学设备的操作期间从传感器的集合(例如,传感器部件180)接收的与光学设备相关联的传感器信息而确定的。
如图5中进一步所示,处理500可以包括基于操作属性的至少一个集合选择性地执行监视动作(框530)。例如,监视设备(例如,使用处理器320、存储器330、储存部件340、输出部件360、通信接口370等等)可以基于操作属性的至少一个集合选择性地执行监视动作,如在此所描述的。
处理500可以包括另外的实施方式,诸如下面描述的和/或与本文他处描述的一个或多个其他处理相结合的任何单个实施方式或实施方式的任何组合。
在一些实施方式中,监视动作包括以下中的至少一个:提供与所标识的监视功能的集合中的至少一个监视功能相关联的错误代码,或者使另一光学设备断电,该光学设备包含在该另一光学设备中。
在一些实施方式中,该光学设备是光纤合束器。
在一些实施方式中,传感器的集合包括:温度传感器,用于测量光学设备的一个或多个部件处或附近的温度;功率监视器,布置为测量与光学设备相关联的光功率;光电二极管,布置为测量光学设备的一个或多个部件处或附近的散射光;应力传感器,布置为测量光学设备的一个或多个部件处或附近的应力;相机,布置为标识光学设备的一个或多个部件处或附近的热点;湿度传感器,布置为测量光学设备的一个或多个部件处或附近的湿度;或光电二极管,布置为测量经过光学设备传播的背向反射光。
在一些实施方式中,传感器的集合包括光电二极管,该光电二极管布置为测量经过光学设备传播的背向反射光,其中该光电二极管被定位在光学设备的输出光纤的附接部件处。
尽管图5示出了处理500的示例性框,但是在一些实施方式中,处理500可以包括与图5中所描绘的那些相比附加的框、更少的框、不同的框、或被不同地布置的框。附加地或可替代地,处理500的框中的两个或者更多个可以并行执行。
在此描述的一些实施方式提供了一种操作监视器100,其能够与监视包含在高功率光纤激光器150中的光学设备160相关联地执行一个或多个监视功能。在一些实施方式中,一个或多个监视功能可以包括:由健康监视器110执行的健康监视功能、由劣化监视器120执行的劣化监视功能、由环境监视器130执行的环境监视功能、和/或由过程监视器140执行的过程监视功能,如以上所描述的。
以上公开提供了说明和描述,但并非旨在穷举实施方式或将其限制为所公开的精确形式。可以根据以上公开内容进行修改和变化,或者可以从实现方式的实践中获得修改和变化。
如在此所使用的,术语“部件”旨在广义地解释为硬件、固件和/或硬件和软件的组合。
在此结合阈值描述了一些实现方式。如在此所使用的,取决于上下文,满足阈值可以指值大于阈值、多于阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、少于阈值、低于阈值、小于或等于阈值、等于阈值等。
显而易见的是,在此描述的系统和/或方法可以以不同形式的硬件、固件或硬件和软件的组合来实现。用于实现这些系统和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码并非对实施方式的限制。因此,在此并未参考特定的软件代码来描述系统和/或方法的操作和行为——这被理解为,可以将软件和硬件设计为实现基于此处的描述的系统和/或方法。
尽管在权利要求中阐述了和/或在说明书中公开了特征的特定组合,但是这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。实际上,许多这些特征可以以未在权利要求中具体阐述和/或未在说明书中公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以直接仅从属于一个权利要求,但是各种实现方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集合中的每个其他权利要求组合。
除非明确地如此描述,否则这里使用的元件、动作或指令不应被解释为关键或必要的。此外,如在此所用,冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目,并且可以与“一个或多个”互换使用。此外,如在此所使用的,术语“集合”旨在包括一个或多个项目(例如,相关项目、不相关项目、相关项目和不相关项目的组合等),并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意指一个项目的情况下,使用短语“仅一个”或类似的语言。此外,如这里所使用的,术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等意图是开放式术语。此外,除非另有明确说明,否则短语“基于”旨在意为“至少部分地基于”。

Claims (20)

1.一种方法,包括:
由监视设备接收与被包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联的传感器信息,
其中从与该光学设备相关联的传感器的集合接收该传感器信息;
由监视设备并且基于该传感器信息确定该光学设备的操作属性的集合,
其中所述操作属性的集合包括以下中的至少一个:
描述该光学设备的一个或多个部件的健康的健康属性,
描述该光学设备的一个或多个部件的劣化的劣化属性,
描述该光学设备的环境的环境属性,或
与其中正在使用该光学设备的过程相关联的过程属性;
由监视设备标识所述操作属性的集合中的操作属性是否满足条件;以及
由监视设备基于操作属性是否满足条件来选择性地执行监视动作。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,当操作属性满足条件时,选择性地执行监视动作包括:
提供指示操作属性满足条件的错误代码。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,当操作属性满足条件时,选择性地执行监视动作包括:
使另一光学设备断电,所述光学设备被包含在所述另一光学设备中。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述光学设备是光纤合束器。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,当所述操作属性的集合包括健康属性时,所述传感器的集合包括:
用于测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的温度的温度传感器和布置为测量与该光学设备相关联的光功率的功率监视器;或
布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的散射光的光电二极管。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,当所述操作属性的集合包括劣化属性时,所述传感器的集合包括:
温度传感器,用于测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的温度;
光电二极管,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的散射光;
应力传感器,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的应力;或者
相机,布置为标识该光学设备的一个或多个部件处或附近的热点。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,当所述操作属性的集合包括环境属性时,所述传感器的集合包括:
温度传感器,用于测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的温度;或者
湿度传感器,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的湿度。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,当所述操作属性的集合包括过程属性时,所述传感器的集合包括:
光电二极管,布置为测量经过该光学设备传播的背向反射光,
其中所述光电二极管定位在该光学设备的输出光纤的附接部件处。
9.根据权利要求1所述的方法,还包括:
标识多个监视功能中要由监视设备执行的监视功能的集合;并且
其中确定该光学设备的操作属性的集合包括:
基于所标识的监视功能的集合来确定所述操作属性的集合。
10.一种监视设备,包括:
一个或多个处理器,用于:
接收与被包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联的传感器信息,
其中从与该光学设备相关联的传感器的集合接收该传感器信息;
基于该传感器信息确定该光学设备的操作属性的集合,
其中所述操作属性的集合包括以下中的至少一个:
描述该光学设备的一个或多个部件的健康的健康属性,
描述该光学设备的一个或多个部件的劣化的劣化属性,
描述该光学设备的环境的环境属性,或
与其中正在使用该光学设备的过程相关联的过程属性;
标识所述操作属性的集合中的操作属性是否满足条件;以及
基于操作属性是否满足条件选择性地执行监视动作。
11.根据权利要求10所述的监视设备,其中,当操作属性满足条件时,所述一个或多个处理器在选择性地执行监视动作时用于:
提供指示操作属性满足条件的错误代码。
12.根据权利要求10所述的监视设备,其中,当操作属性满足条件时,所述一个或多个处理器在选择性地执行监视动作时用于以下中的至少一个:
使另一个光学设备断电,
其中所述光学设备被包含在所述另一光学设备中;或
使另一光学设备的功率水平被调节。
13.根据权利要求10所述的监视设备,其中所述光学设备是光纤合束器。
14.根据权利要求10所述的监视设备,其中,所述传感器的集合包括:
温度传感器,用于测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的温度;
功率监视器,布置为测量与该光学设备相关联的光功率;
光电二极管,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的散射光;
应力传感器,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的应力;
相机,布置为标识该光学设备的一个或多个部件处或附近的热点;
湿度传感器,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的湿度;或
光电二极管,布置为测量经过该光学设备传播的背向反射光。
15.根据权利要求10所述的监视设备,其中,所述一个或多个处理器还用于:
标识多个监视功能中要由监视设备执行的监视功能的集合;并且
其中所述一个或多个处理器在确定该光学设备的操作属性的集合时用于:
基于所标识的监视功能的集合来确定所述操作属性的集合。
16.一种方法,包括:
由监视设备标识多个监视功能中要由监视设备与监视被包含在高功率光纤激光器中的光学设备相关联地执行的监视功能的集合,
其中所述监视功能的集合包括以下中的至少一个:
与监视该光学设备的一个或多个部件的健康相关联的健康监视功能,
与监视该光学设备的一个或多个部件的劣化相关联的劣化监视功能,
与监视该光学设备的环境相关联的环境监视功能,或
与监视其中该光学设备正在操作的过程相关联的过程监视功能;
由监视设备确定该光学设备的操作属性的至少一个集合,所述操作属性的至少一个集合中的每一个操作属性与所标识的监视功能的集合中的相应一个监视功能相关联,
其中,所述操作属性的至少一个集合基于在该光学设备的操作期间从传感器的集合接收的与该光学设备相关联的传感器信息来确定;以及
由监视设备基于所述操作属性的至少一个集合选择性地执行监视动作。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述监视动作包括以下中的至少一个:
提供与所标识的监视功能的集合中的至少一个监视功能相关联的错误代码;或
使另一光学设备断电,所述光学设备被包含在所述另一光学设备中。
18.根据权利要求16所述的方法,其中所述光学设备是光纤合束器。
19.根据权利要求16所述的方法,其中,所述传感器的集合包括:
温度传感器,用于测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的温度;
功率监视器,布置为测量与该光学设备相关联的光功率;
光电二极管,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的散射光;
应力传感器,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的应力;
相机,布置为标识该光学设备的一个或多个部件处或附近的热点;
湿度传感器,布置为测量该光学设备的一个或多个部件处或附近的湿度;或
光电二极管,布置为测量经过该光学设备传播的背向反射光。
20.根据权利要求16所述的方法,其中,所述传感器的集合包括布置为测量经过该光学设备传播的背向反射光的光电二极管,
其中所述光电二极管定位在该光学设备的输出光纤的附接部件上。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6599912B2 (ja) * 2017-02-15 2019-10-30 ファナック株式会社 レーザ加工装置、レーザ発振器の診断方法、及びレーザ発振器の診断用プログラム
US11114809B2 (en) 2018-02-22 2021-09-07 Lumentum Operations Llc Fiber optic device operational monitoring
JP6802234B2 (ja) * 2018-10-12 2020-12-16 ファナック株式会社 レーザ発振器の監視制御システム
US11703651B2 (en) 2018-11-02 2023-07-18 Go!Foton Holdings, Inc. Cable termination assembly with disengagement prevention structures
US11531170B2 (en) * 2018-11-28 2022-12-20 Go!Foton Holdings, Inc. Intelligent patch panel

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6212210B1 (en) * 1997-10-24 2001-04-03 Hitachi, Ltd. Control method and apparatus for stabilizing optical wavelength
JP2003008136A (ja) * 2001-06-20 2003-01-10 Nec Corp 半導体レーザ劣化監視装置
US20030152390A1 (en) * 2002-02-12 2003-08-14 James Stewart Control circuit for optoelectronic module with integrated temperature control
JP2004177733A (ja) * 2002-11-28 2004-06-24 Keyence Corp 光源の自動出力制御回路を備えた光学測定機器
CN105720463A (zh) * 2014-08-01 2016-06-29 恩耐公司 光纤和光纤传输的激光器中的背向反射保护与监控

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7371019B2 (en) 2004-12-13 2008-05-13 Nufern Method and apparatus for sensing light
US7593435B2 (en) 2007-10-09 2009-09-22 Ipg Photonics Corporation Powerful fiber laser system
US8452147B2 (en) 2008-12-10 2013-05-28 Ipg Photonics Corporation Assembly for measuring optical signal power in fiber lasers
JP5944015B2 (ja) 2012-01-24 2016-07-05 オーエフエス ファイテル,エルエルシー パワー結合器のモニタリング
GB2510370A (en) * 2013-01-31 2014-08-06 Gsi Group Ltd Fibre Optical Laser Combiner
JP6434443B2 (ja) * 2016-04-15 2018-12-05 ファナック株式会社 ファイバレーザ発振器
JP6363680B2 (ja) * 2016-11-16 2018-07-25 ファナック株式会社 レーザ装置
US11114809B2 (en) 2018-02-22 2021-09-07 Lumentum Operations Llc Fiber optic device operational monitoring

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6212210B1 (en) * 1997-10-24 2001-04-03 Hitachi, Ltd. Control method and apparatus for stabilizing optical wavelength
JP2003008136A (ja) * 2001-06-20 2003-01-10 Nec Corp 半導体レーザ劣化監視装置
US20030152390A1 (en) * 2002-02-12 2003-08-14 James Stewart Control circuit for optoelectronic module with integrated temperature control
JP2004177733A (ja) * 2002-11-28 2004-06-24 Keyence Corp 光源の自動出力制御回路を備えた光学測定機器
CN105720463A (zh) * 2014-08-01 2016-06-29 恩耐公司 光纤和光纤传输的激光器中的背向反射保护与监控

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