CN112186488A - 一种可定时的倍频晶体自动位移系统 - Google Patents

一种可定时的倍频晶体自动位移系统 Download PDF

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    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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Abstract

本发明公开了一种可定时的倍频晶体自动位移系统，包括激光器机体和设置在激光器机体上的三倍频晶体座，三倍频晶体座上设置有三倍频晶体，所述激光器机体上设置有驱动三倍频晶体座上下移动的舵机和驱动舵机动作的电源及逻辑控制器，所述电源及逻辑控制器连接有输入及显示控制器；本发明通过电源及逻辑控制器驱动舵机转动工作，舵机带动光学腔体里的三倍频晶体座和三倍频晶体上下移动，实现倍频晶体按设定位移，通过带动三倍频晶体座位移，改变光斑照射在三倍频表面位置，避开产生印迹的位置，延长激光器的使用寿命。

Description

一种可定时的倍频晶体自动位移系统
技术领域
本发明属于固体激光器自动化控制的领域，具体讲是一种可定时的倍频晶体自动位移装置。
背景技术
激光器中，紫外光子能量高，不会对材料产生热效应，且能在非金属材料表面进行精细加工，因此得到市场的广泛需求；原始激光利用倍频晶体改变激光自身的频率，然而倍频晶体改变激光频率的效率不是100％，倍频晶体的效率与晶体本身的质量、工作温度以及其他因素有关系，实际上在运用倍频技术产生紫外光的激光器工作时，其三倍频晶体表面会随着使用时间的增加而产生印迹，影响输出紫外激光的功率，降低生产效率，缩短激光器的使用寿命。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种可定时的倍频晶体自动位移系统及其装置；该可定时的倍频晶体自动位移系统及其装置，旨在通过位移解决紫外激光器因三倍频晶体表面产生印迹，导致输出功率下降的问题。
本发明公开了一种可定时的倍频晶体自动位移系统，包括激光器机体和设置在激光器机体上的三倍频晶体座，三倍频晶体座上设置有三倍频晶体，所述激光器机体上设置有驱动三倍频晶体座上下移动的舵机和驱动舵机动作的电源及逻辑控制器，所述电源及逻辑控制器连接有输入及显示控制器。
进一步，所述电源及逻辑控制器包括单片机、降压稳压电源芯片、3.3V降压稳压电源芯片、type-c母头、继电器、舵机接口、电源接口、串口通讯接口和SW仿真下载接口，所述舵机接口通过舵机控制线与舵机连接，所述type-c母头通过type-c公头连接口和数据连接线与输入及显示控制器连接，电源及逻辑控制板放置在激光器电路腔体中，负责信息处理处理电压转换及功能实现，将type-c的母头固定在腔体侧壁上，接口朝外；电源线一头正负极连接直流供电电源接口，另一头连接电源及逻辑控制板，此电路板上的降压稳压元件将电压转换为其它元件可使用的电压；该装置设计为只在断开电源后再连同电源时才自动运行，即使是到了自动运行时间，需要在关机再开机后执行三倍频位移，以免影响激光器出光稳定性；该电源及逻辑控制板具备检测断电及延时断电功能，为了能在用户断电瞬间，向芯片里写入完整的时间及状态信息，以便下次开机使用。电源及逻辑控制板正常工作时，工作状态指示灯按1hz的速度进行闪烁；若其工作异常，工作状态指示灯常亮或长灭或闪烁速率异常，此时点击复位键，可让控制板重新开始运行。
进一步，所述输入及显示控制器包括用于显示已经自动位移的次数的数码管I、用于显示距上一次自动位移的时间的数码管II、舵机驱动三倍频晶体座上升按键、舵机驱动三倍频晶体座下降按键、舵机旋转中置按键、舵机初始位置控制按键、复位按键、位移寄存器I和位移寄存器II，输入及显示控制器属于检测调试工具，从腔体外部进行控制；在需要调整或查看位移信息时，输入及显示控制器可通过数据连接线与电源及逻辑控制板相连，查看信息或控制倍频位移组件做相应位移，其中，数码管I显示已经自动位移的次数，数码管II显示距上一次自动位移的时间，以小时显示；舵机驱动三倍频晶体座上升按键和舵机驱动三倍频晶体座下降按键为倍频上下位移单步最小位移控制键，只设定为点按；舵机旋转中置按键，使舵机旋转角停在左极限与右极限中间位置，倍频位移组件初次组装和光路初次调试时使用此功能，用于确定初始位置；光路初次调试完成后单击按键，舵机旋转带动可位移的倍频晶体座移动至设定的初始位置“0点”，数码管I和数码管II都显示“0”，并重新计时。
进一步，所述激光器机体上设置有倍频支座和三倍频调节板，所述倍频支座侧壁上设置有容纳三倍频晶体座上下移动的滑轨，所述舵机安装在三倍频调节板上，所述舵机连接有用于驱动三倍频晶体座上下移动的驱动机构，。
进一步，所述驱动机构设置为丝杆传动机构，所述三倍频晶体座侧部套装在丝杆上，所述舵机传动轴与丝杆连接。
进一步，所述驱动机构设置为偏心轮机构，所述三倍频晶体座侧部设置有容纳偏心轮的驱动槽，所述舵机传动轴与偏心轮轴孔固定连接，倍频位移组件放在光学腔体里，实现倍频晶体按设定位移；舵机力臂上固定有偏心轮，使舵机按要求旋转指定度数，偏心轮随之转动，带动三倍频晶体座位移，改变光斑照射在三倍频表面位置，避开产生印迹的位置。
本发明具有如下优点：
本发明通过改进在此提供一种可定时的倍频晶体自动控制系统通过电源及逻辑控制器驱动舵机转动工作，舵机带动光学腔体里的三倍频晶体座和三倍频晶体上下移动，实现倍频晶体按设定位移，通过带动三倍频晶体座位移，改变光斑照射在三倍频表面位置，避开产生印迹的位置，延长激光器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种可定时的倍频晶体自动位移装置的结构示意图；
图2为本发明一种可定时的倍频晶体自动位移装置中三倍频位移机构的结构示意图；
图3为本发明一种可定时的倍频晶体自动位移装置中舵机驱动原理图；
图4为本发明一种可定时的倍频晶体自动位移装置中输入和显示器电路原理图；
图5为一种可定时的倍频晶体自动位移装置中电源及逻辑控制电路原理图；
图6为一种可定时的倍频晶体自动位移装置中type-c母头结构示意图。
附图说明:1-输入及显示控制器；2-数码管I；3-数码管II；4-上升按键；5-下降按键；6-复位按键；7-舵机旋转中置按键；8-舵机初始位置控制按键；9-数据连接线；10-type-c公头连接口；11-电源及逻辑控制器；12-舵机控制线；13-电源线；14-LED灯；15-舵机；16-倍频支座；17-滑轨；18-三倍频晶体座；19-三倍频晶体；20-偏心轮；21-倍频位移组件；22-三倍频调节板；23-type-c母头；24-激光器腔体。
具体实施方式
下面将结合附图1-图6对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种可定时的倍频晶体自动位移系统，包括激光器机体和设置在激光器机体上的三倍频晶体座，三倍频晶体座18上设置有三倍频晶体19，所述激光器机体19上设置有驱动三倍频晶体座18上下移动的舵机15和驱动舵机15动作的电源及逻辑控制器11，所述电源及逻辑控制器11连接有输入及显示控制器1。
本实施例通过电源及逻辑控制器驱动舵机转动工作，舵机带动光学腔体里的三倍频晶体座和三倍频晶体上下移动，实现倍频晶体按设定位移，通过带动三倍频晶体座位移，改变光斑照射在三倍频表面位置，避开产生印迹的位置，延长激光器的使用寿命。
优选的实施方式，所述电源及逻辑控制器11包括单片机、5V降压稳压电源芯片、3.3V降压稳压电源芯片、type-c母头23、继电器、舵机接口、电源接口、串口通讯接口和SW仿真下载接口，所述舵机接口通过舵机控制线12与舵机连接，所述type-c母头23通过type-c公头连接口10和数据连接线9与输入及显示控制器1连接，本实施例type-c端口设置在PCB板边沿，将做好的PCB板放入激光器安放电气设备的激光器腔体24中，使type-c过激光器腔体24侧面开的孔洞接口朝外，电源及逻辑控制板供电由每台激光器的电源箱提供，由J6口接入激光器电源箱电源；J10接口为程序下载接口，只在程序烧写时使用；J9接口为串口通讯接口，在激光器维修时使用；U3和U2为稳压降压电源芯片，为其它电子元件提供电能；继电器可以在激光器电源箱断电的瞬间断开，使单片机上的PB0脚悬空，单片机检查到断电指令，C9电容可在电源断开后继续为单片机供电约1秒，让单片机有足够的时间和电能存储各项数据；电源线13接通电源时，LED灯14会按照1Hz的频率闪烁，表示正常运行；舵机控制线(12)连接在光腔和点腔的转接板上。
优选的实施方式，所述输入及显示控制器1包括用于显示已经自动位移的次数的数码管I2、用于显示距上一次自动位移的时间的数码管II3、舵机驱动三倍频晶体座上升按键4、舵机驱动三倍频晶体座下降按键5、舵机旋转中置按键7、舵机初始位置控制按键8、复位按键6、位移寄存器I和位移寄存器II，本实施例调试激光器时将type-c公头插入激光器腔体上的type-c母头；此时数码管I2和数码管II3将显示数字，按下舵机旋转中置按键7，舵机将旋转至左极限与右极限的中间位置，在确定角度后安装偏心轮20并固定；调试组装激光器的过程中，单击舵机驱动三倍频晶体座上升按键4或舵机驱动三倍频晶体座下降按键5，小幅度转动舵机，带动三倍频晶体座上下微动，使光斑打在三倍频表面的正中心；调试完成后，舵机初始位置控制按键8，舵机将根据光斑打在三倍频表面的正中心的角度数据，旋转至起始“0”点，并重新计时；激光器工作时，若计时到需换点时间，此时继电器J2的开关处于闭合状态，单片机上PB0是低电平，此时不执行任何机械运动；当激光器断电瞬间，继电器开关断开，单片机上PB0脚悬空，因有电容供电，单片机可在完全没电之前存存储需要开机运转参数的各项参数；当激光器电源箱重新上电时，舵机开始转动，移动三倍频晶体，改变三倍频晶体上光斑的入射位置；数码管I2上的数字增加1，数码管II3上的数字变为“0”，单片机重新开始计时。
优选的实施方式，所述激光器机体上设置有倍频支座16和三倍频调节板22，所述倍频支座16侧壁上设置有容纳三倍频晶体座18上下移动的滑轨17，所述舵机15安装在三倍频调节板22上，所述舵机15连接有用于驱动三倍频晶体座上下移动的驱动机构，本实施例中将倍频位移组件21设置在三倍频调节板22上，利用舵机15和驱动机构驱动倍频位移组件21中的三倍频晶体座18沿滑轨17上下移动。
优选的实施方式，所述驱动机构设置为偏心轮机构，所述三倍频晶体座侧部设置有容纳偏心轮的驱动槽，所述舵机传动轴与偏心轮轴孔固定连接，滑轨17一面与三倍频晶体座18连接固定，滑轨17另一面与三倍频调节板22连接固定，偏心转轮20放在三倍频晶体座卡槽中间，舵机15与三倍频调节板18固定连接，舵机15控制线控制连接在光腔和电腔的转接板上，偏心转轮旋转中心相对于腔体是固定的，当偏心转轮顺时针旋转指定角度时，三倍频晶体座向下移动，当偏心转轮逆时针旋转指定角度时，三倍频晶体座向上移动；用此方法移动三倍频晶体，改变光斑的入射位置。本实施例还可采用其他结构，例如所述驱动机构设置为丝杆传动机构，所述三倍频晶体座侧部套装在丝杆上，所述舵机传动轴与丝杆连接。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种可定时的倍频晶体自动位移系统，包括激光器机体和设置在激光器机体上的三倍频晶体座，三倍频晶体座上设置有三倍频晶体，其特征在于：所述激光器机体上设置有驱动三倍频晶体座上下移动的舵机和驱动舵机动作的电源及逻辑控制器，所述电源及逻辑控制器连接有输入及显示控制器。
2.根据权利要求1所述的一种可定时的倍频晶体自动位移系统，其特征在于：所述电源及逻辑控制器包括单片机、5V降压稳压电源芯片、3.3V降压稳压电源芯片、type-c母头、继电器、舵机接口、电源接口、串口通讯接口和SW仿真下载接口，所述舵机接口通过舵机控制线与舵机连接，所述type-c母头通过type-c公头连接口和数据连接线与输入及显示控制器连接。
3.根据权利要求2所述的一种可定时的倍频晶体自动位移系统，其特征在于：所述输入及显示控制器包括用于显示已经自动位移的次数的数码管I、用于显示距上一次自动位移的时间的数码管II、舵机驱动三倍频晶体座上升按键、舵机驱动三倍频晶体座下降按键、舵机旋转中置按键、舵机初始位置控制按键、复位按键、位移寄存器I和位移寄存器II。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种可定时的倍频晶体自动位移系统，其特征在于：所述激光器机体上设置有倍频支座和三倍频调节板，所述倍频支座侧壁上设置有容纳三倍频晶体座上下移动的滑轨，所述舵机安装在三倍频调节板上，所述舵机连接有用于驱动三倍频晶体座上下移动的驱动机构。
5.根据权利要求4所述的一种可定时的倍频晶体自动位移系统，其特征在于：所述驱动机构设置为偏心轮传动机构，所述三倍频晶体座侧部套装在偏心轮上，所述舵机传动轴与偏心轮连接。
6.根据权利要求4所述的一种可定时的倍频晶体自动位移系统，其特征在于：所述驱动机构设置为偏心轮机构，所述三倍频晶体座侧部设置有容纳偏心轮的驱动槽，所述舵机传动轴与偏心轮轴孔固定连接。
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