CN112254931A

CN112254931A - 激光器自动测试设备

Info

Publication number: CN112254931A
Application number: CN202011055001.8A
Authority: CN
Inventors: 章利民; 刘德平; 万方武; 刘华
Original assignee: Wuhan Hengyi Technology Co ltd
Current assignee: Wuhan Hengyi Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-01-22

Abstract

本发明公开了激光器自动测试设备，包括设备外壳和设置在设备外壳上的上盖，其设备外壳为一个矩形盒体结构，且其盒体的上侧面与左侧面为开放设置，且上盖为转动安装在设备外壳的右侧壁上，设备外壳的前侧面由左向右依次设置有开始按钮、停止按钮、声光报警器，且设备外壳后侧面的靠右端固定安装有交流电源插座，且设备外壳的底面固定安装有光学平板，其光学平板为一块矩形平板，设备外壳的右侧壁上固定安装有24V电源；该装置自动化程度高，一键式操作即可完成所有功能测试，测试的内容齐全，并运用独特的算法，达到快速自动找出最大功率点P的目的，且依靠限位板结构保证10mm光阑的测试同轴心，从而保证其装置测量的准确性。

Description

激光器自动测试设备

技术领域

本发明涉及激光器测试相关技术领域，具体为激光器自动测试设备。

背景技术

激光器是能发射激光的装置，1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，1960年T.H.梅曼等人员制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人员制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，大功率激光器通常都是脉冲式输出；其在出厂前都需要进行功能和性能指标的检测，但是传统的激光器主要依靠人工及简单的手动工装，测试结果的人为因素影响较大，重复测试的一致性较差，会带来产品的质量风险及操作人员安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供激光器自动测试设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：激光器自动测试设备，包括设备外壳和设置在设备外壳上的上盖，其设备外壳为一个矩形盒体结构，且其盒体的上侧面与左侧面为开放设置，且上盖为转动安装在设备外壳的右侧壁上，所述设备外壳的前侧面由左向右依次设置有开始按钮、停止按钮、声光报警器，且设备外壳后侧面的靠右端固定安装有交流电源插座，且设备外壳的底面固定安装有光学平板，其光学平板为一块矩形平板，所述设备外壳的右侧壁上固定安装有24V电源，所述24V电源与交流电源插座电连接，且24V电源的右侧固定安装有Z轴驱动器，所述设备外壳的后侧壁上固定安装有信号接口板，所述信号接口板上的信号接口处连接有伺服线缆，且信号接口板的靠左端固定安装有继电器，且信号接口板的左侧设置有安装板，所述安装板的板体上固定安装有X轴驱动器和Y轴驱动器，且X轴驱动器和Y轴驱动器的上方分别固定安装有通信及测试板和激光器控制板，所述光学平板的板体中端位置固定安装有精密升降台，所述精密升降台的上端固定安装有Z轴运动平台，所述Z轴运动平台上的滑座上固定安装有10㎜光阑，所述精密升降台的靠后侧固定安装有XY轴二维台，所述XY轴二维台上固定安装有7毫米光阑，且XY轴二维台的右侧固定安装有激光功率计探头，且XY轴二维台的左侧固定安装有枪形支架，所述枪形支架的支架体上固定安装有光隔固定组件，所述光隔固定组件的左侧端固定安装有被测产品组件。

优选的，所述Z轴运动平台由底板、侧板、第一传动丝杠、第一伺服电机、滑座组合构成，其底板为一块矩形平板，且其板体的两侧一体成型有侧板，且侧板的板心位置处均开设有转孔，且两侧板之间转动安装有第一传动丝杠，且滑座为滑动设置在底板上，且滑座的中心位置开设有丝杠安装孔，且滑座通过丝杠安装孔安装在第一传动丝杠上，且第一传动丝杠为通过第一私服电机进行驱动，且第一私服电机与Z轴驱动器进行电信号连接。

优选的，所述XY轴二维台由X轴运动平台和Y轴运动平台组合构成，所述X轴运动平台和Y轴运动平台与Z轴运动平台的结构相同，且X轴运动平台为固定安装在光学平板上，所述Y轴运动平台与X轴运动平台之间为垂直设置，且Y轴运动平台的底端为固定安装在X轴运动平台上的滑座上，且7毫米光阑为固定安装在Y轴运动平台的滑座之上，且X轴运动平台和Y轴运动平台之间为垂直设置，且Y轴运动平台的下端为固定安装在X轴运动平台上的滑座之上，且X轴运动平台和Y轴运动平台上的滑座分别为安装在其两者上的第二传动丝杠和第三传动丝杠上，且第二传动丝杠和第三传动丝杠分别通过其上第二伺服电机和第三伺服电机进行驱动。

优选的，所述X轴运动平台上第二伺服电机与X轴驱动器进行电信号连接，所述Y轴运动平台上的第三伺服电机与Y轴驱动器进行电信号连接，且X轴驱动器、Y轴驱动器和Z轴驱动器均与信号接口板之间通过电信号连接。

优选的，所述X轴运动平台上第二伺服电机、Y轴运动平台上的第三伺服电机、Z轴运动平台上第一私服电机均通过导线与24V电源进行电连接。

优选的，所述光隔固定组件为一个柱体结构，且被测产品组件为固定安装在其前端的安装槽口之中，且光隔固定组件的后侧面固定安装有限位板，所述限位板为一个半环形板体，且其板体与10㎜光阑处于同一水平面内，且10㎜光阑在运动到限位板之中时，10㎜光阑上的10㎜孔与被测产品组件上光隔为同轴心设置。

优选的，所述Z轴运动平台的侧边位置处设置有一组第一光电限位组件，所述XY轴二维台的侧边位置处设置有一组第二光电限位组件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 结构紧凑，在外形尺寸长*宽*高600*470*235mm的箱体内把设备分为运动控制部分、激光器控制电路、通信及测试电路、辅助电路、辅助测试结构件等元件进行全部安放，从而方便工作人员对其进行移动携带；

2.并且该装置自动化程度高，一键式操作即可完成所有功能测试，测试的内容齐全，并运用独特的算法，达到快速自动找出最大功率点P2的目的，且依靠限位板结构保证10mm光阑的测试同轴心，从而保证其装置测量的准确性；

3. 兼容不同型号激光器的测试，通过软件设置，可以在同一台测试设备上测试不同激光器，从而增强了装置整体的使用灵活性，非常的方便有效。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明光学平板上结构示意图；

图3为光学平板上结构右侧视图；

图4为图3中A处结构放大示意图；

图5为光学平板上结构俯视图。

图中：设备外壳1、上盖2、开始按钮3、停止按钮4、声光报警器5、光学平板6、24V电源7、Z轴驱动器8、电源插座9、信号接口板10、伺服线缆11、信号接口12、继电器13、安装板14、X轴驱动器15、Y轴驱动器16、通信及测试板17、激光器控制板18、精密升降台19、Z轴运动平台20、第一光电限位组件21、10㎜光阑22、XY轴二维台23、第二光电限位组件24、7毫米光阑25、激光功率计探头26、枪形支架27、光隔固定组件28、被测产品组件29、10㎜孔30、限位板31、X轴运动平台32、Y轴运动平台33。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：激光器自动测试设备，包括设备外壳1和设置在设备外壳1上的上盖2，其设备外壳1为一个矩形盒体结构，且其盒体的上侧面与左侧面为开放设置，且上盖2为转动安装在设备外壳1的右侧壁上，设备外壳1的前侧面由左向右依次设置有开始按钮3、停止按钮4、声光报警器5，且设备外壳1后侧面的靠右端固定安装有交流电源插座9，且设备外壳1的底面固定安装有光学平板6，其光学平板6为一块矩形平板，设备外壳1的右侧壁上固定安装有24V电源7，24V电源7与交流电源插座9电连接，且24V电源7的右侧固定安装有Z轴驱动器8，设备外壳1的后侧壁上固定安装有信号接口板10，信号接口板10上的信号接口12处连接有伺服线缆11，且信号接口板10的靠左端固定安装有继电器13，且信号接口板10的左侧设置有安装板14，安装板14的板体上固定安装有X轴驱动器15和Y轴驱动器16，且X轴驱动器15和Y轴驱动器16的上方分别固定安装有通信及测试板17和激光器控制板18，光学平板6的板体中端位置固定安装有精密升降台19，精密升降台19的上端固定安装有Z轴运动平台，Z轴运动平台20上的滑座上固定安装有10㎜光阑22，精密升降台19的靠后侧固定安装有XY轴二维台23，XY轴二维台23上固定安装有7毫米光阑25，且XY轴二维台23的右侧固定安装有激光功率计探头26，且XY轴二维台23的左侧固定安装有枪形支架27，枪形支架27的支架体上固定安装有光隔固定组件28，光隔固定组件28的左侧端固定安装有被测产品组件29。

进一步地，Z轴运动平台20由底板、侧板、第一传动丝杠、第一伺服电机、滑座组合构成，其底板为一块矩形平板，且其板体的两侧一体成型有侧板，且侧板的板心位置处均开设有转孔，且两侧板之间转动安装有第一传动丝杠，且滑座为滑动设置在底板上，且滑座的中心位置开设有丝杠安装孔，且滑座通过丝杠安装孔安装在第一传动丝杠上，且第一传动丝杠为通过第一私服电机进行驱动，且第一私服电机与Z轴驱动器8进行电信号连接；

进一步地，XY轴二维台23由X轴运动平台32和Y轴运动平台33组合构成，X轴运动平台32和Y轴运动平台33与Z轴运动平台20的结构相同，且X轴运动平台32为固定安装在光学平板6上，Y轴运动平台33与X轴运动平台32之间为垂直设置，且Y轴运动平台33的底端为固定安装在X轴运动平台32上的滑座上，且7毫米光阑25为固定安装在Y轴运动平台33的滑座之上，且X轴运动平台32和Y轴运动平台33之间为垂直设置，且Y轴运动平台33的下端为固定安装在X轴运动平台32上的滑座之上，且X轴运动平台32和Y轴运动平台33上的滑座分别为安装在其两者上的第二传动丝杠和第三传动丝杠上，且第二传动丝杠和第三传动丝杠分别通过其上第二伺服电机和第三伺服电机进行驱动。

进一步地，X轴运动平台32上第二伺服电机与X轴驱动器15进行电信号连接，Y轴运动平台33上的第三伺服电机与Y轴驱动器16进行电信号连接，且X轴驱动器15、Y轴驱动器16和Z轴驱动器8均与信号接口板10之间通过电信号连接。

进一步地，X轴运动平台32上第二伺服电机、Y轴运动平台33上的第三伺服电机、Z轴运动平台20上第一私服电机均通过导线与24V电源7进行电连接。

进一步地，光隔固定组件28为一个柱体结构，且被测产品组件29为固定安装在其前端的安装槽口之中，且光隔固定组件28的后侧面固定安装有限位板31，限位板31为一个半环形板体，且其板体与10㎜光阑22处于同一水平面内，且10㎜光阑22在运动到限位板31之中时，10㎜光阑22上的10㎜孔30与被测产品组件29上光隔为同轴心设置。

进一步地，Z轴运动平台20的侧边位置处设置有一组第一光电限位组件21，XY轴二维台23的侧边位置处设置有一组第二光电限位组件24，通过第一光电限位组件21、第二光电限位组件24对Z轴运动平台20、XY轴二维台23的移动范围进行限制。

工作原理：设备安装好后通电打开测试软件，按下开始按钮，安装在上位机PCI插槽中的运动控制卡通过伺服线缆及信号接口板发送运动指令给X轴驱动器15、Y轴驱动器16、Z轴驱动器8来控制XY轴二维台23和Z轴运动平台20、进行三个轴向的来回移动，并通过四个光电限位组件对运动控制的位置范围进行限定，从而在XY轴二维台23、Z轴运动平台20带动7mm光阑25、10mm光阑22均离开激光器光斑，测得测试的激光功率P1；而XY轴二维台23上安装有7mm的光阑25，在XY轴运动过程中，激光的光斑穿过7mm光阑25会形成变化的功率值，依靠软件算法，自动在运动过程中找出最大功率点的功率P2；并通过Z轴运动平台20带动10mm光阑22运动至光隔的的中心轴上（相切圆保证10mm光阑孔与激光器光隔同轴心），记录此时功率P3。

由上述方法达到几种情况下的光功率P1、P2、P3后。通过以下计算得到光束直径及中心透过率的值：

光束直径=

中心透过率=P3/P1 。

按P1的测试方法测得不同频率和功率下的激光器工作参数即可。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.激光器自动测试设备，包括设备外壳（1）和设置在设备外壳（1）上的上盖（2），其设备外壳（1）为一个矩形盒体结构，且其盒体的上侧面与左侧面为开放设置，且上盖（2）为转动安装在设备外壳（1）的右侧壁上，其特征在于：所述设备外壳（1）的前侧面由左向右依次设置有开始按钮（3）、停止按钮（4）、声光报警器（5），且设备外壳（1）后侧面的靠右端固定安装有交流电源插座（9），且设备外壳（1）的底面固定安装有光学平板（6），其光学平板（6）为一块矩形平板，所述设备外壳（1）的右侧壁上固定安装有24V电源（7），所述24V电源（7）与交流电源插座（9）电连接，且24V电源（7）的右侧固定安装有Z轴驱动器（8），所述设备外壳（1）的后侧壁上固定安装有信号接口板（10），所述信号接口板（10）上的信号接口（12）处连接有伺服线缆（11），且信号接口板（10）的靠左端固定安装有继电器（13），且信号接口板（10）的左侧设置有安装板（14），所述安装板（14）的板体上固定安装有X轴驱动器（15）和Y轴驱动器（16），且X轴驱动器（15）和Y轴驱动器（16）的上方分别固定安装有通信及测试板（17）和激光器控制板（18），所述光学平板（6）的板体中端位置固定安装有精密升降台（19），所述精密升降台（19）的上端固定安装有Z轴运动平台（20），所述Z轴运动平台（20）上的滑座上固定安装有10㎜光阑（22），所述精密升降台（19）的靠后侧固定安装有XY轴二维台（23），所述XY轴二维台（23）上固定安装有7毫米光阑（25），且XY轴二维台（23）的右侧固定安装有激光功率计探头（26），且XY轴二维台（23）的左侧固定安装有枪形支架（27），所述枪形支架（27）的支架体上固定安装有光隔固定组件（28），所述光隔固定组件（28）的左侧端固定安装有被测产品组件（29）。

2.根据权利要求1所述的激光器自动测试设备，其特征在于：所述Z轴运动平台（20）由底板、侧板、第一传动丝杠、第一伺服电机、滑座组合构成，其底板为一块矩形平板，且其板体的两侧一体成型有侧板，且侧板的板心位置处均开设有转孔，且两侧板之间转动安装有第一传动丝杠，且滑座为滑动设置在底板上，且滑座的中心位置开设有丝杠安装孔，且滑座通过丝杠安装孔安装在第一传动丝杠上，且第一传动丝杠为通过第一私服电机进行驱动，且第一私服电机与Z轴驱动器（8）进行电信号连接。

3.根据权利要求1所述的激光器自动测试设备，其特征在于：所述XY轴二维台（23）由X轴运动平台（32）和Y轴运动平台（33）组合构成，所述X轴运动平台（32）和Y轴运动平台（33）与Z轴运动平台（20）的结构相同，且X轴运动平台（32）为固定安装在光学平板（6）上，所述Y轴运动平台（33）与X轴运动平台（32）之间为垂直设置，且Y轴运动平台（33）的底端为固定安装在X轴运动平台（32）上的滑座上，且7毫米光阑（25）为固定安装在Y轴运动平台（33）的滑座之上，且X轴运动平台（32）和Y轴运动平台（33）之间为垂直设置，且Y轴运动平台（33）的下端为固定安装在X轴运动平台（32）上的滑座之上，且X轴运动平台（32）和Y轴运动平台（33）上的滑座分别为安装在其两者上的第二传动丝杠和第三传动丝杠上，且第二传动丝杠和第三传动丝杠分别通过其上第二伺服电机和第三伺服电机进行驱动。

4.根据权利要求3所述的激光器自动测试设备，其特征在于：所述X轴运动平台（32）上第二伺服电机与X轴驱动器（15）进行电信号连接，所述Y轴运动平台（33）上的第三伺服电机与Y轴驱动器（16）进行电信号连接，且X轴驱动器（15）、Y轴驱动器（16）和Z轴驱动器（8）均与信号接口板（10）之间通过电信号连接。

5.根据权利要求1所述的激光器自动测试设备，其特征在于：所述X轴运动平台（32）上第二伺服电机、Y轴运动平台（33）上的第三伺服电机、Z轴运动平台（20）上第一私服电机均通过导线与24V电源（7）进行电连接。

6.根据权利要求1所述的激光器自动测试设备，其特征在于：所述光隔固定组件（28）为一个柱体结构，且被测产品组件（29）为固定安装在其前端的安装槽口之中，且光隔固定组件（28）的后侧面固定安装有限位板（31），所述限位板（31）为一个半环形板体，且其板体与10㎜光阑（22）处于同一水平面内，且10㎜光阑（22）在运动到限位板（31）之中时，10㎜光阑（22）上的10㎜孔（30）与被测产品组件（29）上光隔为同轴心设置。

7.根据权利要求1所述的激光器自动测试设备，其特征在于：所述Z轴运动平台（20）的侧边位置处设置有一组第一光电限位组件（21），所述XY轴二维台（23）的侧边位置处设置有一组第二光电限位组件（24）。