CN112965180B - 集合耦合、na控制及检测的na耦合装置及搭建方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置及方法，NA耦合装置包括底板，在底板上，设置有:载物台，垂直设于底板上，用于放置待耦合激光器；功率检测器，垂直设于底板上，设置在载物台的一侧，用于检测载物台上的待耦合激光器的功率；NA控制结构，垂直设置于底板上，设置于载物台与功率检测器之间，用于对待耦合激光器的输出光束附加光阑；位置调整装置，垂直设置于底板上，用于调整待耦合激光器的位置，以根据功率确定待耦合激光器的位置，本方案，集和耦合、NA控制、待耦合激光器的NA检测于一体，节省了空间，实现上述功能可在一台机器上完成，无需更换装置，提高了耦合激光器生产作业效率。

Description

集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置及搭建方法
技术领域
本申请涉及高功率激光器合束耦合技术领域，具体涉及一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置及搭建方法。
背景技术
随着半导体激光行业的飞速发展，激光器的研究目前已经相当成熟，光束整形和光纤耦合方法也不断完善。自动化合束耦合技术也日新月异，但手动耦合技术使用性依然很大。耦合不但对激光器的功率有很大影响，NA也是不容忽视。激光器在许多应用领域对本身光斑质量是有很高的要求的。比如，多个激光器的光纤熔接等。
传统的耦合主要参数指标是功率，耦合效率，完成作业后再去检测激光器NA。这种耦合方式对条宽大的芯片进直径小的光纤激光器的NA控制效果极差。在完成作业后检测NA只能判断其指标符不符合要求，不符合仍必须返工。如此导致，检测NA采用单独的装置，二者之间拆卸安装浪费时间，如此导致耦合生产效率较低。
申请内容
因此，本申请的目的是提供一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置及方法，以解决现有技术方案中耦合生产效率低及待耦合激光器因NA不良导致良率低的技术问题。
第一方面，根据本申请实施例提供一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置，包括底板，其中，在所述底板上，设置有:
载物台，垂直设于所述底板上，用于放置待耦合激光器；
功率检测器，垂直设于所述底板上，设置在所述载物台的一侧，用于检测载物台上的待耦合激光器的功率；
NA控制结构，垂直设置于所述底板上，设置于所述载物台与功率检测器之间，用于对待耦合激光器的输出光束附加光阑；
位置调整装置，垂直设置于所述底板上，用于调整所述待耦合激光器的位置，以根据功率确定待耦合激光器的位置。
优选地，所述位置调整装置，包括：
左调整架，用于控制快慢轴耦合镜位置调整；
右调整架，用于控制快慢轴耦合镜位置调整。
优选地，所述功率检测器为功率计。
优选地，所述NA控制结构，包括：
底座，垂直设于所述底板上；
不同透光率的光阑，设置于所述底座上，用于提供相应的透光率；
SM905接头，与功率检测器通过光纤连接，
第二方面，根据本申请实施例提供一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置的搭建方法，包括：
将待耦合激光器安装于载物台，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1；
组装待耦合激光器所在载物台上的光纤模块，并将所述光纤模块中的光纤与NA控制装置连接；
控制NA控制装置对待耦合激光器的激光束进行耦合，通过位置调整装置调整快慢轴耦合镜达到预设位置，使功率检测器检测到的第二功率P2最大；
取下NA控制装置中的光阑，通过功率检测器检测待耦合激光器位于预设位置时的第三功率P3；
根据准直功率P1和第三功率P3确定耦合功率求取耦合效率，并根据第二功率P2和第三功率P3求取NA控制装置对应光阑的能量占比；
点胶固化快慢轴耦合镜后取下耦合完成的待耦合激光器。
优选地，所述通过位置调整装置调整NA控制装置达到预设位置，包括：
通过左调整架控制快慢轴耦合镜位置调整；和/或
通过右调整架控制快慢轴耦合镜位置调整。
优选地，所述通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1，包括；
通过积分球测试待耦合激光器的准直功率P1。
优选地，
所述将待耦合激光器安装于载物台，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1，包括：
在NA控制装置上未安装光阑及SM905接头的前提下，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1。
本申请的技术方案，具有如下优点：
1.本申请实施例提供的集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置，集和耦合、NA控制、待耦合芯片的NA检测于一体，与传统方案中至少设置两个独立的装置完成耦合、NA控制、待耦合芯片检测功能相比，本方案节省了空间，实现上述功能可在一台机器上完成，无需更换装置，提高了耦合激光器生产作业效率。
2.本申请实施例提供的集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置，NA控制结构由底座、光阑及SM905接头组装而成，当其中一个部件损坏，可单独更换，避免直接更换一体式NA控制结构导致的资源浪费。
3.本申请实施例提供的集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置，在耦合过程中可采用位置调整装置调整带耦合激光器的快慢轴耦合镜的位置，进而确定最大功率对应光阑下的NA能量占比，可在耦合过程中对激光器NA进行检测，起到提前调试或预判NA能量占比的效果，有效提高了待耦合激光器的生产作业良率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置的结构示意图；
图2a、2b分别为本申请提供的NA控制结构组装前后的示意图；
图3为本申请提供的集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置的搭建方法的流程图；
附图标记说明：11、底板；12、载物台；13、功率检测器；14、NA控制结构；141、底座；142、光阑；143、SM905接头；15、位置调整装置；151、左调整架；152、右调整架。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本身实施例提供一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置，参见图1所示，包括底板11及设置在底板上的载物台12，功率检测器13，NA控制结构14，位置调整装置15，其中:
载物台12，垂直设于底板11上，用于放置待耦合激光器；
功率检测器13，垂直设于底板11上，设置在载物台12的一侧，用于检测载物台上的待耦合激光器的功率；
NA控制结构14，垂直设置于底板11上，设置于载物台12与功率检测器之间，用于对待耦合激光器的输出光束附加光阑；
位置调整装置15，垂直设置于底板11上，用于调整待耦合激光器的位置，以根据功率确定待耦合激光器的位置。
在本申请实施例中，根据功率确定带耦合激光器的位置，具体为，在安装上光阑之后，功率检测器检测到的第二功率P2最大所对应的位置，并再次取下光阑，测量此时的第三功率P3，根据第二功率P2和第三功率P3求取耦合对应的光阑NA的能量占比。除此之外，首先检测在未安装光阑及SM905接口的前提下待耦合激光器的准直功率P1，便可根据第三功率P3与准直功率P1的比值确定耦合效率。
本申请实施例提供的集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置，其中，位置调整装置15，包括：
左调整架151，用于控制所述待耦合激光器快慢轴耦合镜的位置；
右调整架152，用于控制所述待耦合激光器快慢轴耦合镜的调整。
在本申请实施例中，通过左调整架151控制调整待耦合激光器的快慢轴耦合镜的位置，通过右调整架152控制调整待耦合激光器的快慢轴耦合镜的位置，从而使得待耦合激光器的快慢轴耦合镜的位置达到相应位置，从而满足搭建需求。
在本申请实施例中，集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置中的功率检测器为功率计。采用功率计以直接检测出待耦合激光器相应位置条件下的功率。
在本申请实施例中，参见图2a及图2b所示，NA控制结构14，包括：
底座141，垂直设于所述底板上；
不同透光率的光阑142，设置于所述底座上，用于提供相应的透光率；
SM905接头143，与待耦合激光器通过光纤连接，用于控制为待耦合激光器附加相应透光率的光阑
在本申请实施例中，NA控制结构至少由底座、不同透光率的光阑及SM905接头构成，方便灵活，其中一个部件损坏时可以单独更换。
实施例2
参见图3所示，本申请实施例提供一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置的搭建方法，包括：
步骤S31、将待耦合激光器安装于载物台，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1；
步骤S32、组装待耦合激光器所在载物台上的光纤模块，并将所述光纤模块中的光纤与NA控制装置连接；
在本申请实施例中，若NA装置已经安装了光阑控制结构，则需要取下光阑控制结构中的光阑与SM905接头，从而供待耦合激光器的光束准直射至功率检测器。
步骤S33、控制NA控制装置对待耦合激光器的激光束进行耦合，通过位置调整装置调整待耦合激光器的快慢轴耦合镜达到预设位置，使功率检测器检测到的功率P2最大；
步骤S34、取下NA控制装置中的光阑，通过功率检测器检测待耦合激光器位于预设位置时的功率P3；
步骤S35、根据准直功率P1和第三功率P3确定耦合功率求取耦合效率，并根据第二功率P2和第三功率P3求取NA控制装置对应光阑的能量占比；
步骤S36、点胶固化后快慢轴耦合镜后取下耦合完成的激光器。
在本申请实施例中，所述通过位置调整装置调整快慢轴耦合镜达到预设位置，包括：
通过左调整架控制快慢轴耦合镜位置调整；和/或
通过右调整架控制快慢轴耦合镜位置调整。
在本申请实施例中，所述通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1，包括；
通过积分球测试待耦合激光器的准直功率P1。
在本申请实施例中，
所述将待耦合激光器安装于载物台，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1，包括：
在NA控制装置上未安装光阑及SM905接头的前提下，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1。
在本申请实施例中，第三功率P3与准直功率P1的比值为耦合效率，而第二功率P2与第三功率P3的比值为NA能量占比。P2为装上光阑后的最大功率，而第三功率P3为该最大功率对应的其他参数不变的情况下取下光阑得到的功率，因此，可以根据二者的比值确定出采用的光阑的能量占比NA。
在申请实施例中，在确定出最大的第二功率P2对应的光阑的能量占比之后，便可对快慢轴耦合镜进行固化以进行搭建。
在本申请实施例中，在耦合作用中通过光阑控制耦合镜的位置，进而提供相应的透光率，使第三功率最大时耦合效率NA最小，针对大条宽芯片进小光纤激光器的条件使得良率大大提高。
本方法所制备的NA耦合装置，可以用来进行耦合镜组装，并可用来在耦合中控制耦合效率，对减少误操作具有一定的好处，并可有效降低待测激光器的不良耦合率导致的良率低的现象。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置，包括底板，其特征在于，在所述底板上，设置有:
载物台，垂直设于所述底板上，用于放置待耦合激光器；
功率检测器，垂直设于所述底板上，设置在所述载物台的一侧，用于检测载物台上的待耦合激光器的功率；
NA控制结构，垂直设置于所述底板上，设置于所述载物台与功率检测器之间，用于对待耦合激光器的输出光束附加光阑；
位置调整装置，垂直设置于所述底板上，用于调整所述待耦合激光器的快慢轴耦合镜的位置，以根据功率确定快慢轴耦合镜的位置；
其中，所述位置调整装置，包括：
左调整架，用于控制所述待耦合激光器的快慢轴耦合镜的位置向第一方向调整；
右调整架，用于控制所述待耦合激光器快慢轴耦合镜的位置向第二方向调整；
所述NA控制结构，包括：
底座，垂直设于所述底板上；
不同透光率的光阑，设置于所述底座上，用于提供相应的透光率；
SM905接头，与功率检测器通过光纤连接。
2.根据权利要求1所述的集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置，其特征在于，所述功率检测器为功率计。
3.一种集合耦合、NA控制及检测的NA耦合装置的搭建方法，其特征在于，包括：
将待耦合激光器安装于载物台，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1；
为待耦合激光器安装上光纤后放置于载物台上，并将所述光纤的另一端与NA控制装置连接；
调整快慢轴耦合镜位置以对待耦合激光器的激光束进行耦合，通过位置调整装置调整快慢轴耦合镜达到预设位置，使功率检测器检测到的第二功率P2最大；
取下NA控制装置中的光阑，通过功率检测器检测待耦合激光器位于预设位置时的第三功率P3；
根据准直功率P1和第三功率P3求取耦合效率，并根据第二功率P2和第三功率P3求取NA控制装置对应光阑的能量占比；
点胶固化快慢轴耦合镜后取下待耦合激光器。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过调整装置调整快慢轴耦合镜位置达到预设位置，进而控制激光器NA，包括：
通过左调整架控制快轴耦合镜位置调整，和/或
通过右调整架控制慢轴耦合镜位置调整，
以使快慢轴耦合镜到达预设位置。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1，包括；
通过功率计测试待耦合激光器的准直功率P1。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述将待耦合激光器安装于载物台，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1，包括：
在NA控制装置上未安装光阑及SM905接头的前提下，通过功率检测器测试待耦合激光器的准直功率P1。
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