CN117458246A - 宽工作温度范围的风冷固体激光器及激光打标机 - Google Patents

宽工作温度范围的风冷固体激光器及激光打标机 Download PDF

Info

Publication number
CN117458246A
CN117458246A CN202311408735.3A CN202311408735A CN117458246A CN 117458246 A CN117458246 A CN 117458246A CN 202311408735 A CN202311408735 A CN 202311408735A CN 117458246 A CN117458246 A CN 117458246A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
power
temperature
adjustment
preset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311408735.3A
Other languages
English (en)
Inventor
赵晓杰
周鹏
苏炯锋
邹达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inno Laser Technology Corp ltd
Original Assignee
Inno Laser Technology Corp ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inno Laser Technology Corp ltd filed Critical Inno Laser Technology Corp ltd
Publication of CN117458246A publication Critical patent/CN117458246A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/88—Replacing filter elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/0404—Air- or gas cooling, e.g. by dry nitrogen

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本公开提供了一种宽工作温度范围的风冷固体激光器，所述风冷固体激光器包括增益介质、泵浦源、谐振腔以及激光器调节系统，所述激光器调节系统包括空气过滤监测子系统；所述空气过滤监测子系统，用于实时监测所述风冷固体激光器中部署的可更换滤网的灰尘堵塞状态。

Description

宽工作温度范围的风冷固体激光器及激光打标机
技术领域
本公开涉及激光技术领域，具体而言，涉及一种宽工作温度范围的风冷固体激光器及激光打标机。
背景技术
随着激光技术的快速发展，越来越多的激光器应用在了各个领域内。固体激光器的腔体结构、内部各核心模块对温度变化很敏感，工作温度的改变对输出功率和光学指标影响很大。工业固体激光器应用的场景很广泛，工作环境温度的差异较大，所以固体激光器都需要配备冷水机进行温度控制，但冷水机增加了系统的体积和成本，长期工作也消耗大量电能，不符合工业设计的环保节能理念，给实际应用带来许多不便。随着固体激光器越来越多地应用在各行各业，工业用户对系统的体积和成本以及节能需求越来越强烈，配备冷水机已逐渐成为工业用户的负担。
风冷固体激光器由于集成度高、无需冷水机、体积小、成本低，广泛受到工业用户欢迎，但现有风冷固体激光器由于受温度影响敏感从而工作温度范围较窄，对环境洁净度要求高，工作稳定性不好，应用场景受限制。
目前市场上的风冷固体激光器，在激光器所处的环境温度变化范围较大时，由于散热不佳或其模块温度特性变化引起腔体结构机械形变问题，影响激光器的输出功率和光学指标。因此，现有的风冷固体激光器的工作温度范围较窄(10-35℃)，并且整机稳定性较差，实际应用场景受到制约。行业内亟需克服环境温度变化较大对风冷固体激光器的影响。
发明内容
本公开实施例至少提供一种宽工作温度范围的风冷固体激光器及激光打标机。
第一方面，本公开实施例提供了一种风冷固体激光器，其特征在于，包括增益介质、泵浦源、谐振腔以及激光器调节系统，所述激光器调节系统包括空气过滤监测子系统；
所述空气过滤监测子系统，用于实时监测所述风冷固体激光器中部署的可更换滤网的灰尘堵塞状态。
这样，所述可更换滤网可以在恶劣环境工作时，对空气中的灰尘起到过滤作用，并通过对风冷进气的优化来维持风冷激光器在空气中稳定的工作环境，并且通过所述空气过滤监测子系统监控，识别防尘滤网的灰尘堵塞程度，及时反馈更换维护滤网信息，从而保证让激光器能够有效控温，保障激光器正常运行。
一种可能的实施方式中，所述激光器调节系统还包括温度调节与控制子系统；
所述温度调节与控制子系统，用于在满足预设的温度调节条件的情况下，根据温度检测模块检测到的激光器温度信息，对激光器的激光谐振腔和/或激光泵浦源的温度进行实时调节与控制。
一种可能的实施方式中，所述激光器调节系统包括功率调节与补偿子系统，其中：
所述功率调节与补偿子系统，用于在检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，根据功率检测模块检测到的所述激光器的初始激光的实时功率，以及所述初始激光对应的预设理论功率，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
一种可能的实施方式中，所述空气过滤监测子系统用于：
在检测到所述可更换滤网两侧的风速值满足预设的风速衰减条件的情况下，生成散热装置异常提示信息；和/或，
在检测到激光器内部温度与环境温度的温度偏差超过预设的第一温度偏差阈值的情况下，生成散热装置异常提示信息；和/或，
在检测到激光器泵浦源温度与环境温度的温度偏差超过预设的第二温度偏差阈值的情况下，生成散热装置异常提示信息；其中，所述散热装置异常提示信息包括针对散热装置通风通道中的可更换滤网的异常提示信息。
这样，可以通过监控环境和激光器内部的温度差，实现智能监测风冷系统散热性能，识别防尘滤网的灰尘堵塞程度，从而保障激光器正常运行。
一种可能的实施方式中，所述功率调节与补偿子系统还包括激光反射模块，所述激光反射模块用于将所述初始激光分为输出激光器的第一激光，以及反射至所述功率检测模块的第二激光；
所述功率检测模块用于根据以下步骤检测所述初始激光的实时功率：
接收所述激光反射模块反射的第二激光，并对所述第二激光进行光电转换处理，得到与所述第二激光对应的光电信号；
基于运算放大器对所述光电信号进行放大处理，得到用于表征所述初始激光检测功率的实时功率检测结果。
一种可能的实施方式中，所述预设的功率调节与补偿条件，包括：
检测到所述初始激光的实时功率与理论功率之间的功率偏差超过预设的第一功率偏差阈值；和/或，
在启动温度调节与控制子系统进行温度调节经过预设时长后，满足所述温度调节条件。
一种可能的实施方式中，所述温度调节条件，包括以下至少一种：
检测到激光器在第一预设时间段内的内部温度变化信息超过预设的第一温度变化阈值、检测到在第二预设时间段内的环境温度变化信息超过预设的第二温度变化阈值、检测到在第三预设时间段内的泵浦源温度变化信息超过预设的第三温度变化阈值、检测到激光器的实时功率与理论功率的功率偏差超过预设的第二功率偏差阈值。
一种可能的实施方式中，所述功率调节与补偿子系统用于根据以下步骤进行激光功率实时调节：
基于第N次调节时的实时功率和所述初始激光对应的理论功率，确定N次调节时的功率调整值；其中，所述第N次调节时的功率调整值小于第N次调节时对应的实时功率和所述理论功率之间的功率差值，N为预设正整数；
基于确定的第N次调节时的功率调整值，对激光器的腔镜角度、倍频晶体温度、激光器占空比、泵浦电流参数中的至少一个进行调节，以完成对激光器的第N次调节，并返回执行确定下一次调节时的功率调整值的步骤，直至满足预设的功率调节停止条件；其中，所述功率调节停止条件包括：
功率调节后检测到的实时功率与理论功率之间的偏差小于预设的第三功率偏差阈值。
这样，使激光器工作在一个稳定的工作参数之间，达到稳定工作的目的一种可能的实施方式中，所述温度调节与控制子系统包括双向控温模块，所述双向控温模块用于对所述激光谐振腔和/或所述激光泵浦源进行加热或制冷；所述激光器温度信息包括激光器内部温度、环境温度、泵浦源温度；
所述温度调节与控制子系统用于根据以下步骤进行温度实时调节：
确定激光器内部温度，以及激光器的环境温度在第三预设时间段内对应的环境温度变化信息；
将所述激光器内部温度以及所述环境温度变化信息输入至所述双向控温模块，得到所述双向控温模块输出的温度调节方案；其中，所述温度调节方案包括温度调节方式，以及所述温度调节方式对应的调节参数；
按照所述温度调节方案对所述激光谐振腔和/或所述激光泵浦源进行温度调节。
第二方面，本公开实施例提供了一种激光器调节方法，包括：
响应于满足预设的温度调节条件，按照第一方面中任一所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统，对激光器的激光谐振腔和所述激光泵浦源的温度进行实时调节；
在启动温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，按照第一方面中任一所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
响应于满足预设的激光器调节条件，获取待调节的激光器对应的功率相关参数和温度相关参数；其中，所述激光器调节条件包括温度调节条件和/或功率调节条件；
将所述功率相关参数和所述温度相关参数输入至预先训练好的激光器参数调整模型中，得到所述激光器参数调整模型输出的功率调节参数和温度调节参数；
基于第一方面中任一所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统和所述功率调节参数，对待调节的激光器的激光功率进行实时调节；以及，基于第一方面中任一所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统和所述温度调节参数，对待调节的激光器的温度进行实时调节。
第三方面，本公开实施例提供了一种激光打标机，包括光学系统和第一方面中任一所述的风冷固体激光器，所述光学系统用于将所述风冷固体激光器产生的入射激光转换为用于进行打标处理的打标光束，所述光学系统中包括用于监测所述打标光束实时功率的打标功率监测模块，所述打标功率监测模块用于在所述打标光束实时功率满足预设的异常提示条件的情况下，生成打标光束异常提示信息。
这样，通过生成打标光束异常提示信息可以预警激光器的外部光路是否有损伤，从而可以达到防止打标后产生次品的效果。
第四方面，本公开实施例还提供一种激光器调节装置，包括：
第一调节模块，用于响应于满足预设的温度调节条件，按照第一方面中任一所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统，对激光器的激光谐振腔和所述激光泵浦源的温度进行实时调节；
第二调节模块，用于在启动温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，按照第一方面中任一所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
一种可能的实施方式中，所述第一调节模块还用于：
响应于满足预设的激光器调节条件，获取待调节的激光器对应的功率相关参数和温度相关参数；其中，所述激光器调节条件包括温度调节条件和/或功率调节条件；
将所述功率相关参数和所述温度相关参数输入至预先训练好的激光器参数调整模型中，得到所述激光器参数调整模型输出的功率调节参数和温度调节参数；
基于第一方面中任一所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统和所述功率调节参数，对待调节的激光器的激光功率进行实时调节；以及，基于第一方面中任一所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统和所述温度调节参数，对待调节的激光器的温度进行实时调节。
第五方面，本公开实施例还提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第二方面，或第二方面中任一种可能的实施方式中的步骤。
第六方面，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第二方面，或第二方面中任一种可能的实施方式中的步骤。
本公开实施例提供的风冷固体激光器、激光器调节方法、装置、计算机设备及存储介质，通过设置包含空气过滤监测子系统的激光器调节系统，可以通过所述空气过滤监测子系统监控，识别防尘滤网的灰尘堵塞程度，及时反馈更换维护滤网信息，从而保证让激光器能够有效控温，保障激光器正常运行。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了腔体微小变形对谐振腔光路稳定性影响的示意图；
图2示出了本公开实施例所提供的一种激光器调节方法的流程图；
图3示出了本公开实施例所提供的包含有激光器调节系统的目标激光器的俯视图；
图4示出了本公开实施例所提供的包含有激光器调节系统的目标激光器的正视图；
图5示出了风冷固体激光器腔镜角度因子与功率关系的示意图；
图6示出了相关技术中，一定范围内的温度因子与功率关系的示意图；
图7示出了本公开实施例的一种风冷固体激光器在一定范围内的温度因子与功率关系的示意图；
图8出了本公开实施例所提供的一种激光器调节装置的架构示意图；
图9示出了本公开实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
可以理解的是，在使用本公开各实施例公开的技术方案之前，均应当依据相关法律法规通过恰当的方式对本公开所涉及个人信息的类型、使用范围、使用场景等告知用户并获得用户的授权。
例如，在响应于接收到用户的主动请求时，向用户发送提示信息，以明确地提示用户，其请求执行的操作将需要获取和使用到用户的个人信息。从而，使得用户可以根据提示信息来自主地选择是否向执行本公开技术方案的操作的电子设备、应用程序、服务器或存储介质等软件或硬件提供个人信息。
作为一种可选的但非限定性的实现方式，响应于接收到用户的主动请求，向用户发送提示信息的方式例如可以是弹窗的方式，弹窗中可以以文字的方式呈现提示信息。此外，弹窗中还可以承载供用户选择“同意”或者“不同意”向电子设备提供个人信息的选择控件。
可以理解的是，上述通知和获取用户授权过程仅是示意性的，不对本公开的实现方式构成限定，其它满足相关法律法规的方式也可应用于本公开的实现方式中。
经研究发现，由于激光器的长时间使用、环境温度变化等原因，激光器的输出功率往往是不稳定的，从而会影响激光器的正常使用，因此如何提高激光器输出功率的稳定程度成为了该领域内亟待解决的技术问题。
具体的，对于风冷固体激光器输出功率的变化可以用以下表达式描述：
Pn＝TE·Θn·PD·ID·PW·PR
其中，Pn表示激光器功率变化、TE表示环境温度影响因子、Θn表示腔镜角度影响因子、PD表示泵浦功率影响因子、ID表示泵浦电流影响因子、PW表示激光功率占空比影响因子、PR表示激光频率影响因子；
TE环境温度影响因子主要包含两个因素，分别为TL激光头温度影响因子和TD泵浦温度影响因子；其中，TD泵浦温度影响因子：由于常用的非锁波泵浦源的中心波长对温度变化很敏感，中心波长的改变会影响到工作晶体的吸收效率，进而影响信号输出功率；TL激光头温度影响因子：由于激光头温度变化会引起谐振腔腔体的微小机械变形，腔体微小变形对谐振腔光路稳定性影响的示意图可以如图1所示，并可用下述公式表示腔镜角度偏移与光路偏移的关系：
其中，△1和△2表示腔体形变引起腔镜角度旋转α对谐振光路的偏移，因此腔镜角度微小的偏移都会导致谐振腔变成非稳腔，因而当环境温度变化时，需要对风冷固体激光器的温度进行调节，和/或对谐振腔腔镜的角度进行调节以稳定激光器的功率。
基于上述研究，本公开提供了一种风冷固体激光器、激光器调节方法、装置、计算机设备及存储介质，通过设置由温度调节与控制子系统、功率调节与补偿子系统以及空气过滤监测子系统组成的激光器调节系统，可以通过调节温度和调节功率两种调节方式相结合的形式，对激光器的输出功率进行实时调节，从而稳定所述激光器的输出功率；另一方面，在对所述激光器进行调节时，可以先通过温度调节与控制子系统进行实时温度调节，然后在启动所述温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，再启动所述功率调节与补偿子系统进行功率调节，从而可以使得激光器调节系统能够针对由于激光器的长时间使用、环境温度变化等因素所导致的激光器输出功率不稳定的情况进行针对性的实时调节，提高激光器在不同场景下输出功率的稳定性；另一方面，所述空气过滤监测子系统用于监测所述风冷固体激光器中部署的可更换滤网的灰尘堵塞状态，可以根据监测得到的灰尘堵塞状态实现智能监测风冷系统散热性能，识别防尘滤网的灰尘堵塞程度，及时反馈更换维护滤网信息，从而保障激光器正常运行。
为便于对本实施例进行理解，首先对本公开实施例所公开的风冷固体激光器的架构进行详细介绍，所述风冷固体激光器包括增益介质(也即激光工作物质)、泵浦源(也即激励抽运系统)、谐振腔(也即光学共振腔)以及激光器调节系统。
下面，根据激光器调节系统可能的构成部分，将在不同实施例中分别对包含不同构成部分的激光器调节系统进行介绍：
实施例1、
在本实施例中，激光器的调节系统可以仅由空气过滤监测子系统构成。
这样，所述可更换滤网可以在恶劣环境工作时，对空气中的灰尘起到过滤作用，并通过对风冷进气的优化来维持风冷激光器在空气中稳定的工作环境，并且通过所述空气过滤监测子系统监控，识别防尘滤网的灰尘堵塞程度，及时反馈更换维护滤网信息，从而保证让激光器能够有效控温，保障激光器正常运行。
具体的，工作人员可以根据空气过滤监测子系统的实时监测结果，及时对激光器的温度进行调节。
实施例2、
在本实施例中，激光器的调节系统可以仅由功率调节与补偿子系统构成。
具体的，所述功率调节与补偿子系统，用于在检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，根据功率检测模块检测到的所述激光器的初始激光的实时功率，以及所述初始激光对应的预设理论功率，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
其中，关于如何对激光功率进行实时调节的描述将在下文进行介绍，在此不再展开说明。
实施例3、
在本实施例中，激光器的调节系统可以由功率调节与补偿子系统和温度调节与控制子系统构成。
具体的，所述温度调节与控制子系统，用于在满足预设的温度调节条件的情况下，根据温度检测模块检测到的激光器温度信息，对激光器的激光谐振腔和/或激光泵浦源的温度进行实时调节；
所述功率调节与补偿子系统，用于在启动所述温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，根据功率检测模块检测到的所述激光器的初始激光的实时功率，以及所述初始激光对应的预设理论功率，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
其中，关于如何对激光功率进行实时调节的描述，以及如何对激光器的激光谐振腔和/或激光泵浦源的温度进行实时调节的描述，将在下文进行介绍，在此不再展开说明。
实施例4、
在本实施例中，激光器的调节系统可以由功率调节与补偿子系统和空气过滤监测子系统构成。
具体的，所述功率调节与补偿子系统，用于在检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，根据功率检测模块检测到的所述激光器的初始激光的实时功率，以及所述初始激光对应的预设理论功率，对所述激光器的激光功率进行实时调节；
所述空气过滤监测子系统，用于监测所述风冷固体激光器中部署的可更换滤网的灰尘堵塞状态。
其中，关于如何对激光功率进行实时调节的描述，以及如何监测所述风冷固体激光器中部署的可更换滤网的灰尘堵塞状态的描述，将在下文进行介绍，在此不再展开说明。
实施例5、
在本实施例中，激光器的调节系统可以由温度调节与控制子系统、功率调节与补偿子系统以及空气过滤监测子系统组成；实际应用中，所述激光器调节系统可以用于调节待调节的激光器，所述待调节的激光器可以是风冷固体激光器或者其他类型的激光器，所述激光器调节系统的控制器可以嵌入激光器的激光控制系统内，可以通过RS232端口进行连接，以对所述激光器调节系统进行配置。
其中，所述温度调节与控制子系统，用于在满足预设的温度调节条件的情况下，根据温度检测模块检测到的激光器温度信息，对激光器的激光谐振腔、激光泵浦源或其他温度敏感模块的温度进行实时调节；
所述功率调节与补偿子系统，用于在启动所述温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，根据功率检测模块检测到的所述激光器的初始激光的实时功率，以及所述初始激光对应的预设理论功率，对所述激光器的激光功率进行实时调节；
所述空气过滤监测子系统，用于监测所述风冷固体激光器中部署的可更换滤网的灰尘堵塞状态。
这样，所述可更换滤网可以在恶劣环境工作时，对空气中的灰尘起到过滤作用，并通过对风冷进气的优化来维持风冷激光器在空气中稳定的工作环境，并且通过所述空气过滤监测子系统监控环境和激光头内部的温度差，实现智能监测风冷系统散热性能，识别防尘滤网的灰尘堵塞程度，及时反馈更换维护滤网信息，从而保障激光器正常运行。
下面，将分别对温度调节与控制子系统和功率调节与补偿子系统进行介绍：
针对温度调节与控制子系统、
这里，温度调节与控制子系统可以包括双向控温模块，所述双向控温模块用于对所述激光谐振腔和/或所述激光泵浦源进行加热或制冷，所述双向控温模块例如可以是具有双向控温功能的热电冷却器(Thermo Electric Cooler，TEC)；所述激光器温度信息可以包括激光器内部温度、环境温度、泵浦源温度信息、激光器内部温度变化信息、环境温度变化信息、泵浦源温度变化信息等。
具体的，所述温度调节与控制子系统，可以依据激光输出功率与温度关系，以及实时检测到的温度值进行温度调节。
实际应用中，在对所述激光器内部的温度进行调节和控制时，针对激光器的不同组成部分可以使用不同的温度控制模块对温度进行控制，比如针对激光器的泵浦源和谐振腔，可以使用不同的温度控制模块进行控制，以更为精确的控制激光器的内部温度。
一种可能的实施方式中，所述温度调节条件可以包括以下至少一种：
条件1、检测到激光器在第一预设时间段内的内部温度变化信息超过预设的第一温度变化阈值。
示例性的，以所述第一预设时间段为1分钟，所述第一温度变化阈值为5℃为例，若检测到激光器的内部温度在1分钟之内上升了5℃，则可以确定满足预设的温度调节条件，开始对所述激光器进行温度调节。
条件2、检测到在第二预设时间段内的环境温度变化信息超过预设的第二温度变化阈值。
示例性的，以所述第二预设时间段为1分钟，所述第二温度变化阈值为4℃为例，若检测到激光器所在的环境温度在1分钟之内上升了4℃，则可以确定满足预设的温度调节条件，开始对所述激光器进行温度调节，以减少环境温度的大幅改变对所述激光器实时工作温度的影响。
条件3、检测到激光器的实时功率与理论功率的功率偏差超过预设的第二功率偏差阈值。
这里，若激光器的实时功率与理论功率之间存在有较大的偏差，则有较大可能是由所述激光器的环境所导致的，比如温度过高等。
因此，可以在检测到激光器的实时功率与理论功率的功率偏差超过预设的第二功率偏差阈值的情况下，开始对所述激光器进行温度调节。
示例性的，以所述激光器的实时功率为3w，理论功率为5w，第二功率偏差阈值为20％为例，由于激光器的实时功率与理论功率之间的功率偏差已经超过了允许的第二功率偏差阈值，则可以确定满足预设的温度调节条件，开始对所述激光器进行温度调节。
条件4、检测到激光器开始以预设功率进行工作
这里，激光器在工作过程中可能会产生大量的热量，从而影响到后续输出激光的功率稳定性，因此可以在检测到激光器开始以预设功率进行工作时便进行温度调节，以避免激光器按照预设功率进行工作后较快的出现输出功率不稳的情况。
进一步的，还可以在检测到激光器以预设功率进行工作一段时间后，对所述激光器进行温度调节。
条件5、检测到在第三预设时间段内的泵浦源温度变化信息超过预设的第三温度变化阈值。
这里，若激光器的泵浦源温度变化较大，则有较大可能是由所述激光器的环境所导致的，比如温度过高等。
因此，可以在检测到在第三预设时间段内的泵浦源温度变化信息超过预设的第三温度变化阈值的情况下，开始对所述激光器进行温度调节。
需要说明的是，上述温度调节条件仅为示例性给出的几种条件，实际实施过程中可以根据实际需求启动温度调节与控制子系统对所述激光器进行温度调节，在此不再对其他可能的温度调节条件进行介绍，以实际实施过程中能够实现为准。
实际应用中，在使用温度调节与控制子系统对所述激光器的温度进行实时调节的过程中，可以根据温度检测模块检测到的激光器温度信息中的多种温度数据，对所述激光器的温度进行实时调节。
一种可能的实施方式中，在进行温度实时调节时可以通过以下步骤A1～A3：
A1：确定激光器内部温度，以及激光器的环境温度在第三预设时间段内对应的环境温度变化信息。
A2：将所述激光器内部温度以及所述环境温度变化信息输入至所述双向控温模块，得到所述双向控温模块输出的温度调节方案；其中，所述温度调节方案包括温度调节方式，以及所述温度调节方式对应的调节参数。
A3：按照所述温度调节方案对所述激光谐振腔和/或所述激光泵浦源进行温度调节。
这里，所述双向控温模块可以根据输入的实时温度数据(激光器内部温度以及所述环境温度变化信息)，输出需要使用的温度调节方案，并按照确定出的温度调节方案进行温度调节。
具体的，在确定温度调节方案时，可以根据针对所述激光器预设的温度数据与温度调节方案的映射关系，根据所述实时温度数据选择匹配的温度调节方案，从而能够使得当前选择的温度调节方案能够与此时所述激光器的实际工作环境所匹配。
示例性的，在进行温度调节时，若需要制冷则可以先控制风扇输出电流，以调节风扇转速增大从而达到制冷的效果，并在检测到风扇制冷无法降低温度至预期温度后，则启动TEC进行制冷；若需要加热则可以根据环境温度变化信息确定需要持续加热的时间，并按照确定的加热时间进行持续的加热以减少激光器的内部温度受到外界环境温度变化的影响。
这样，通过在满足温度调节条件的情况下，使用温度调节与控制子系统进行温度调节，可以结合激光器本身的风扇散热装置，将产生的热量快速的传导至激光器外部，从而能够实现激光器的快速散热，有助于快速的稳定激光器的温度和激光功率。
针对功率调节与补偿子系统、
实际应用中，激光器的功率偏差较大的问题除了可能是温度原因所导致的，还可能是激光器本身使用时间过长等原因所导致的，因此所述功率调节与补偿子系统可以用于，在检测到温度调节与控制子系统进行温度调节之后，仍然满足预设的功率调节条件的情况下，对所述激光器的激光功率进行调节，从而实现对于激光器功率的实时优化。
具体的，所述温度调节与控制子系统，可以依据检测到的实时激光功率和激光输出功率与温度变化的相关关系，补偿激光功率从而在宽温度范围实现稳定功率输出。
一种可能的实施方式中，所述预设的功率调节条件可以包括以下至少一种：
条件1、检测到所述初始激光的实时功率与理论功率之间的功率偏差超过预设的第一功率偏差阈值。
这里，所述第一功率偏差阈值可以小于所述第二功率偏差阈值，用于衡量在进行实时温度调节之后，是否对激光器的输出功率产生了较大的调节效果。
示例性的，以所述激光器的实时功率为3w，理论功率为5w，第二功率偏差阈值为10％，第二功率偏差阈值为20％为例，由于激光器的实时功率与理论功率之间的功率偏差已经超过了允许的第二功率偏差阈值，则可以确定满足预设的温度调节条件，开始对所述激光器进行温度调节；在开始对所述激光器进行温度调节之后，在检测到所述激光器的实时功率为3.5w的情况下，由于此时激光器的实时功率与理论功率之间的功率偏差仍然超过了允许的第一功率偏差阈值，则可以确定满足预设的功率调节条件，开始对所述激光器进行功率调节。
条件2、在启动温度调节与控制子系统进行温度调节经过预设时长后，满足所述温度调节条件。
这里，在启动温度调节与控制子系统进行温度调节经过预设时长后，若仍然满足所述温度调节条件，表示之前进行的温度调节并没有对激光器产生较好的温度调节效果，则表明此时所述激光器的散热装置可能出现问题，比如风冷激光器的风扇滤网因为灰尘过多被堵塞，因此可以对所述激光器进行功率调节(比如可以调整为0，以关闭所述激光器避免机器损坏)，并进一步的生成散热装置异常提示信息，以提示当前的散热装置可能存在故障，需要进行检查；
或者，还可以表明激光器的实时功率与理论功率之间存在较大的功率偏差，可能并不是所述激光器的工作环境所导致的，而是由于激光器本身所导致的。
示例性的，以所述预设时长为3分钟为例，则在启动温度调节与控制子系统进行温度调节经过3分钟后，仍然检测到满足所述温度调节条件，则可以确定满足预设的功率调节条件，开始对所述激光器进行功率调节。
需要说明的是，上述功率调节条件仅为示例性给出的几种条件，实际实施过程中可以根据实际需求启动功率调节与补偿子系统对所述激光器进行功率调节，在此不再对其他可能的功率调节条件进行介绍，以实际实施过程中能够实现为准。
实际应用中，以激光器为风冷激光器为例，若风冷激光器的风扇出风口因为灰尘过多被堵塞或者风扇因各种故障导致了停转，则可能会导致激光器无法与外界进行热量交换，从而可能会造成激光器内部温度在短时间内持续升高，而环境温度往往变化较慢，因此激光器内外温差便会逐渐加大，而持续升高的激光器内部温度也会影响到激光器的正常工作。
一种可能的实施方式中，可以在检测到激光器内部温度与环境温度的温度偏差超过预设的第一温度偏差阈值的情况下，确定所述激光器的散热装置可出现异常，生成散热装置异常提示信息，以提示当前的散热装置可能存在故障，需要进行检查。
另一种可能的实施方式中，还可以在检测到激光器泵浦源温度与环境温度的温度偏差超过预设的第二温度偏差阈值的情况下，生成散热装置异常提示信息，所述散热装置异常提示信息可以包括针对散热装置通风通道中的可更换滤网的异常提示信息。
这样，通过生成散热装置异常提示信息，可以使得工作人员能够及时对散热装置进行故障排查，从而确保了风冷激光器的正常运行，且在散热装置异常提示信息的情况下再去进行故障排查相较于频繁的进行检查，能够节约工作人员进行散热装置检查的时间，提高故障排查效率。
另一种可能的实施方式中，在检测到所述可更换滤网两侧的风速值满足预设的风速衰减条件的情况下，生成散热装置异常提示信息，以提示当前的散热装置可能存在故障，需要进行检查。
其中，所述预设的风速衰减条件可以是所述可更换滤网两侧的风速值之差大于预设差值、所述可更换滤网两侧的风速值对应的风速衰减系数大于预设风速衰减系数等。
这样，通过检测所述可更换滤网两侧的风速值，可以确定出所述可更换滤网的堵塞情况，从而可以在所述可更换滤网两侧的风速值满足预设的风速衰减条件的情况下，通过生成散热装置异常提示信息，使得工作人员能够及时对散热装置进行故障排查，从而确保了风冷激光器的正常运行。
一种可能的实施方式中，所述功率调节与补偿子系统中还可以包括激光反射模块，所述激光反射模块用于将所述初始激光分为输出激光器的第一激光，以及反射至所述功率检测模块的第二激光。
一种可能的实施方式中，在检测所述初始激光的实时功率时，可以根据以下步骤B1～B2：
B1：接收所述激光反射模块反射的第二激光，并对所述第二激光进行光电转换处理，得到与所述第二激光对应的光电信号。
B2：基于运算放大器对所述光电信号进行放大处理，得到用于表征所述初始激光检测功率的实时功率检测结果。
这里，所述运算放大器在对所述光电信息进行放大处理时所使用的放大倍数，可以是所述初始激光的初始功率与反射至所述功率检测模块的第二激光的商，以线性拟合出所述初始激光对应的功率，从而可以得到用于表征所述初始激光检测功率的实时功率检测结果。
实际应用中，在由于影响激光实时功率的因素有多种，而且在调节一次激光功率的过程中环境因素也可能会发生实时改变，因此若想要对激光功率进行调节往往需要关闭所述激光器，并在调节完成后重新开启激光器，但这种方式的功率调节效率较为低下而且也无法做到对功率的实时调节。
一种可能的实施方式中，在进行激光功率实时调节时，可以通过以下步骤C1～C2：
C1：基于第N次调节时的实时功率和所述初始激光对应的理论功率，确定N次调节时的功率调整值；其中，所述第N次调节时的功率调整值小于第N次调节时对应的实时功率和所述理论功率之间的功率差值，N为预设正整数。
具体的，在确定每次调整过程中使用的功率调整值时，可以按照预设的每次调节时分别对应的调节比例，以及所述实时功率和所述理论功率之间的功率差值，确定在每次调节时分别对应的功率调整值。
示例性的，以所述激光器对应的实时功率为5w，理论功率为8w，N为6为例，则在对所述激光器进行功率调节的过程中，可以按照预设的每次调节时分别对应的调节比例1∶1∶1∶1∶1∶1将调节过程分为6次，每次调节时的功率调整值可以为0.5w。
C2：基于确定的第N次调节时的功率调整值，对激光器的腔镜角度、倍频晶体温度、激光器占空比、泵浦电流参数中的至少一个进行调节，以完成对激光器的第N次调节，并返回执行确定下一次调节时的功率调整值的步骤，直至满足预设的功率调节停止条件。
其中，所述功率调节停止条件包括：功率调节后检测到的实时功率与理论功率之间的偏差小于预设的第三功率偏差阈值。
实际应用中，影响激光器输出功率稳定性的因素包括激光器的腔镜角度、倍频晶体温度等，其中，通过调整腔镜镜片的耦合角度，可以使得激光器输出功率达到最佳，以稳定激光器的输出功率；通过调节倍频晶体的温度至最佳工作温度，可以配合腔镜角度的调节，进一步的稳定激光器的输出功率；激光器占空比可以是指脉冲持续时间与脉冲周期的比例，用于调整激光器的输出功率。
具体的，在基于确定的第N次调节时的功率调整值，对激光器的腔镜角度、倍频晶体温度、激光器占空比、泵浦电流参数中的至少一个进行调节时，可以按照预设的功率调整值与功率调节参数(腔镜角度、倍频晶体温度等)之间的映射关系，对所述功率调节参数进行精细调整，以在所述激光器进行工作的同时对所述激光器的功率进行实时调整。
这样，在对所述激光器进行功率调节时，通过多次功率调节的方式，逐步的将激光器的功率调节至正常的功率范围内，并且在调整过程中无需关闭所述激光器，可以实现在激光器工作过程中的实时功率调节。
本公开实施例提供的包含激光器调节系统的风冷固体激光器，通过设置由温度调节与控制子系统、功率调节与补偿子系统以及空气过滤监测子系统组成的激光器调节系统，可以通过调节温度和调节功率两种调节方式相结合的形式，对激光器的输出功率进行实时调节，从而稳定所述激光器的输出功率；另一方面，在对所述激光器进行调节时，可以先通过温度调节与控制子系统进行实时温度调节，然后在启动所述温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，再启动所述功率调节与补偿子系统进行功率调节，从而可以使得激光器调节系统能够针对由于激光器的长时间使用、环境温度变化等因素所导致的激光器输出功率不稳定的情况进行针对性的实时调节，提高激光器在不同场景下输出功率的稳定性；另一方面，所述空气过滤监测子系统用于监测所述风冷固体激光器中部署的可更换滤网的灰尘堵塞状态，可以根据监测得到的灰尘堵塞状态实现智能监测风冷系统散热性能，识别防尘滤网的灰尘堵塞程度，及时反馈更换维护滤网信息，从而保障激光器正常运行。
参见图2所示，为本公开实施例提供的激光器调节方法的流程图，所述方法包括S201～S202，其中：
S201：响应于满足预设的温度调节条件，按照本公开实施例提供的任一所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统，对激光器的激光谐振腔和所述激光泵浦源的温度进行实时调节。
S202：在启动温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，按照本公开实施例提供的任一所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
各步骤的详细内容参见上述相关描述，在此不再赘述。
一种可能的实施方式中，在对激光器进行调节时，可以通过以下步骤D1～D3：
D1：响应于满足预设的激光器调节条件，获取待调节的激光器对应的功率相关参数和温度相关参数；其中，所述激光器调节条件包括温度调节条件和/或功率调节条件。
D2：将所述功率相关参数和所述温度相关参数输入至预先训练好的激光器参数调整模型中，得到所述激光器参数调整模型输出的功率调节参数和温度调节参数。
D3：基于本公开实施例提供的任一所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统和所述功率调节参数，对待调节的激光器的激光功率进行实时调节；以及，基于本公开实施例提供的任一所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统和所述温度调节参数，对待调节的激光器的温度进行实时调节。
这里，所述激光器参数调整模型可以是能够进行深度学习的神经网络模型，所述激光器参数调整模型的网络类型可以是卷积神经网络，所述激光器参数调整模型在确定功率调节参数和温度调节参数时，可以根据输入的温度相关参数和功率相关参数，自动的确定出能够稳定所述激光器实时功率的功率调节参数和温度调节参数。
其中，所述温度相关参数可以包括激光器内部温度、环境温度、激光器内部温度变化信息、环境温度变化信息等温度数据中的至少一种；所述功率相关参数可以包括实时功率、理论功率等功率数据中的至少一种；所述温度调节参数可以包括温度调节方式、温度调节方式对应的调节时长等参数中的至少一种；所述功率调节参数可以包括腔镜角度、倍频晶体温度等参数中的至少一种。
具体的，在训练所述激光器参数调整模型时，可以采用有监督训练的训练方式，训练过程中使用的监督数据可以为经过实际运行情况确定出的调节后需要达到的目标功率；在计算损失值时，可以基于预设的损失函数、按照待训练的激光器参数调整模型输出的功率调节参数和温度调节参数进行调节后检测到的实际功率、经过实际运行情况确定出的调节后需要达到的目标功率确定目标损失值，并按照所述目标损失值对所述激光器参数调整模型的网络参数进行调整。
下面，将结合具体的激光器结构图对本公开实施例提供的激光器调节系统进行介绍，如图3和图4所示，为包含有所述激光器调节系统的目标激光器的俯视图和正视图。
其中，所述激光器主要由以下部件①～⑧组成：
①激光谐振腔、②激光光轴、③激光反射模块、④功率检测模块、⑤功率调节模块、⑥激光泵浦源、⑦腔体温度控制模块、⑧泵浦源温度控制模块。
具体的，所述温度调节与控制子系统可以包括腔体温度控制模块和泵浦源温度控制模块，所述腔体温度控制模块和所述泵浦源温度控制模块，可以是双向控温模块，用于对所述激光谐振腔和/或所述激光泵浦源进行加热或制冷；所述功率调节与补偿子系统可以包括激光反射模块、功率检测模块以及功率调节模块，可以根据所述激光反射模块反射到功率检测模块后，由所述功率检测模块检测到的实时功率和理论功率之间的功率偏差进行激光器功率实时调节。
下面，对激光器输出功率的调整过程进行详细介绍，包括以下步骤：
步骤1、激光器出连续光暖机。
步骤2、判断此时激光器温度是否达到预设温度。
这里，若所述激光器的温度达到预设温度，则可以判断激光器此时正常工作；若没有达到所述预设温度，则启动温度调节与控制子系统，对激光器的激光谐振腔和所述激光泵浦源的温度进行实时调节，并在每次调节完成后继续判断调节后的温度是否达到所述预设温度，若循环执行多次(即调节多次)后仍未达到所述预设温度，则可以生成提示信息，以提示当前激光器温度异常。
步骤3、在所述激光器的温度达到预设温度，正常工作的基础上，通过功率检测模块判断实际功率是否小于预设值。
这里，在判断实际功率是否小于预设值时，可以通过读取放大处理后的光电信号的数值等方式判断实际功率，所述预设值为于理论功率对应的功率值。
具体的，若实际功率小于预设值，则执行步骤4；而若所述实际功率大于等于预设值，则结束功率调节，确定此时激光器正常工作，继续进行实时的温度和功率监测。
步骤4、通过调整倍频晶体温度、腔镜角度、泵浦电流、释放功率余量等方式中的至少一种补偿激光器输出功率。
具体的，在使用上述至少一种补偿激光器输出功率的方式进行输出功率补偿时，例如可以依次调节倍频晶体温度、腔镜角度、泵浦电流、释放功率余量，从而可以通过多种补偿方式补偿激光器输出功率。
示例性的，风冷固体激光器腔镜角度因子与功率关系的示意图可以如图5所述，图5中，随着腔镜角度的减小，功率逐渐升高，基于此可以通过调节腔镜角度的方式进行功率的调节；相关技术中，一定范围内的温度因子与功率关系的示意图可以如图6所示，图6中，随着温度的升高，功率也在逐渐升高，并不稳定；在实验中，使用本公开实施例所述的调节系统的风冷固体激光器在一定范围内的温度因子与功率关系的示意图可以如图7所示，图7中，通过上述步骤进行实时的温度和功率调节，可以在较宽的温度范围内确保激光器的功率稳定在6W左右，相较于图7中未使用本公开实施例所述的激光器调节系统的方案更为稳定，从而可以实现在宽温度范围下稳定工作。
另一方面，本公开实施例还提供一种激光打标机，所述激光打标机包括光学系统和上述任一实施例所述的风冷固体激光器，所述光学系统用于将所述风冷固体激光器产生的入射激光转换为用于进行打标处理的打标光束，所述风冷固体激光器输出的激光可以为紫外光、红外光等。
一种可能的实施方式中，所述光学系统中可以包括用于监测所述打标光束实时功率的打标功率监测模块，所述打标功率监测模块用于在所述打标光束实时功率满足预设的异常提示条件的情况下，生成打标光束异常提示信息。这样，通过生成打标光束异常提示信息可以预警激光器的外部光路是否有损伤，从而可以达到防止打标后产生次品的效果。
本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了与激光器调节方法对应的激光器调节装置，由于本公开实施例中的装置解决问题的原理与本公开实施例上述激光器调节方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
参照图8所示，为本公开实施例提供的一种激光器调节装置的架构示意图，所述装置包括：第一调节模块801和第二调节模块802；其中，
第一调节模块801，用于响应于满足预设的温度调节条件，按照本公开任一实施例所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统，对激光器的激光谐振腔和所述激光泵浦源的温度进行实时调节；
第二调节模块802，用于在启动温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，按照本公开任一实施例所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
一种可能的实施方式中，所述第一调节模块801还用于：
响应于满足预设的激光器调节条件，获取待调节的激光器对应的功率相关参数和温度相关参数；其中，所述激光器调节条件包括温度调节条件和/或功率调节条件；
将所述功率相关参数和所述温度相关参数输入至预先训练好的激光器参数调整模型中，得到所述激光器参数调整模型输出的功率调节参数和温度调节参数；
基于本公开任一实施例所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统和所述功率调节参数，对待调节的激光器的激光功率进行实时调节；以及，基于本公开任一实施例所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统和所述温度调节参数，对待调节的激光器的温度进行实时调节。
关于装置中的各模块的处理流程、以及各模块之间的交互流程的描述可以参照上述方法实施例中的相关说明，这里不再详述。
基于同一技术构思，本公开实施例还提供了一种计算机设备。参照图9所示，为本公开实施例提供的计算机设备900的结构示意图，包括处理器901、存储器902、和总线903。其中，存储器902用于存储执行指令，包括内存9021和外部存储器9022；这里的内存9021也称内存储器，用于暂时存放处理器901中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器9022交换的数据，处理器901通过内存9021与外部存储器9022进行数据交换，当计算机设备900运行时，处理器901与存储器902之间通过总线903通信，使得处理器901在执行以下指令：
响应于满足预设的温度调节条件，按照本公开任一实施例所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统，对激光器的激光谐振腔和所述激光泵浦源的温度进行实时调节；
在启动温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，按照本公开任一实施例所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
一种可能的实施方式中，所述处理器901的指令中，还包括：
响应于满足预设的激光器调节条件，获取待调节的激光器对应的功率相关参数和温度相关参数；其中，所述激光器调节条件包括温度调节条件和/或功率调节条件；
将所述功率相关参数和所述温度相关参数输入至预先训练好的激光器参数调整模型中，得到所述激光器参数调整模型输出的功率调节参数和温度调节参数；
基于本公开任一实施例所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统和所述功率调节参数，对待调节的激光器的激光功率进行实时调节；以及，基于本公开任一实施例所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统和所述温度调节参数，对待调节的激光器的温度进行实时调节。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中所述的激光器调节方法的步骤。其中，该存储介质可以是易失性或非易失的计算机可读取存储介质。
本公开实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品承载有程序代码，所述程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中所述的激光器调节方法的步骤，具体可参见上述方法实施例，在此不再赘述。
其中，上述计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(Software Development Kit，SDK)等等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种风冷固体激光器，其特征在于，包括增益介质、泵浦源、谐振腔以及激光器调节系统，所述激光器调节系统包括空气过滤监测子系统；
所述空气过滤监测子系统，用于实时监测所述风冷固体激光器中部署的可更换滤网的灰尘堵塞状态。
2.根据权利要求1所述的风冷固体激光器，其特征在于，所述激光器调节系统还包括温度调节与控制子系统；
所述温度调节与控制子系统，用于在满足预设的温度调节条件的情况下，根据温度检测模块检测到的激光器温度信息，对激光器的激光谐振腔和/或激光泵浦源的温度进行实时调节与控制。
3.根据权利要求1或2所述的风冷固体激光器，其特征在于，所述激光器调节系统还包括功率调节与补偿子系统，其中：
所述功率调节与补偿子系统，用于在检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，根据功率检测模块检测到的所述激光器的初始激光的实时功率，以及所述初始激光对应的预设理论功率，对所述激光器的激光功率进行实时调节或补偿。
4.根据权利要求1所述的风冷固体激光器，其特征在于，所述空气过滤监测子系统用于：
在检测到所述可更换滤网两侧的风速值满足预设的风速衰减条件的情况下，生成散热装置异常提示信息；和/或，
在检测到激光器内部温度与环境温度的温度偏差超过预设的第一温度偏差阈值的情况下，生成散热装置异常提示信息；和/或，
在检测到激光器泵浦源温度与环境温度的温度偏差超过预设的第二温度偏差阈值的情况下，生成散热装置异常提示信息；其中，所述散热装置异常提示信息包括针对散热装置通风通道中的可更换滤网的异常提示信息。
5.根据权利要求3所述的风冷固体激光器，其特征在于，所述功率调节与补偿子系统还包括激光反射模块，所述激光反射模块用于将所述初始激光分为输出激光器的第一激光，以及反射至所述功率检测模块的第二激光；
所述功率检测模块用于根据以下步骤检测所述初始激光的实时功率：
接收所述激光反射模块反射的第二激光，并对所述第二激光进行光电转换处理，得到与所述第二激光对应的光电信号；
基于运算放大器对所述光电信号进行放大处理，得到用于表征所述初始激光检测功率的实时功率检测结果。
6.根据权利要求3所述的风冷固体激光器，其特征在于，所述预设的功率调节条件，包括：
检测到所述初始激光的实时功率与理论功率之间的功率偏差超过预设的第一功率偏差阈值；和/或，
在启动温度调节与控制子系统进行温度调节经过预设时长后，满足所述温度调节条件。
7.根据权利要求2任一所述的风冷固体激光器，其特征在于，所述激光器温度信息包括激光器内部温度变化信息、环境温度变化信息、泵浦源温度变化信息；
所述温度调节条件，包括以下至少一种：
检测到激光器在第一预设时间段内的内部温度变化信息超过预设的第一温度变化阈值、检测到在第二预设时间段内的环境温度变化信息超过预设的第二温度变化阈值、检测到在第三预设时间段内的泵浦源温度变化信息超过预设的第三温度变化阈值、检测到激光器的实时功率与理论功率的功率偏差超过预设的第二功率偏差阈值。
8.根据权利要求3所述的风冷固体激光器，其特征在于，所述功率调节与补偿子系统用于根据以下步骤进行激光功率实时调节：
基于第N次调节时的实时功率和所述初始激光对应的理论功率，确定N次调节时的功率调整值；其中，所述第N次调节时的功率调整值小于第N次调节时对应的实时功率和所述理论功率之间的功率差值，N为预设正整数；
基于确定的第N次调节时的功率调整值，对激光器的腔镜角度、倍频晶体温度、激光器占空比、泵浦电流参数中的至少一个进行调节，以完成对激光器的第N次调节，并返回执行确定下一次调节时的功率调整值的步骤，直至满足预设的功率调节停止条件；其中，所述功率调节停止条件包括：
功率调节后检测到的实时功率与理论功率之间的偏差小于预设的第三功率偏差阈值。
9.根据权利要求2所述的风冷固体激光器，其特征在于，所述温度调节与控制子系统包括双向控温模块，所述双向控温模块用于对所述激光谐振腔和/或所述激光泵浦源进行加热或制冷；所述激光器温度信息包括激光器内部温度、环境温度、泵浦源温度；
所述温度调节与控制子系统用于根据以下步骤进行温度实时调节：
确定激光器内部温度，以及激光器的环境温度在第三预设时间段内对应的环境温度变化信息；
将所述激光器内部温度以及所述环境温度变化信息输入至所述双向控温模块，得到所述双向控温模块输出的温度调节方案；其中，所述温度调节方案包括温度调节方式，以及所述温度调节方式对应的调节参数；
按照所述温度调节方案对所述激光谐振腔和/或所述激光泵浦源进行温度调节。
10.一种激光器调节方法，其特征在于，包括：
响应于满足预设的温度调节条件，按照如权利要求2所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统，对激光器的激光谐振腔和所述激光泵浦源的温度进行实时调节；
在启动温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，按照如权利要求3所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于满足预设的激光器调节条件，获取待调节的激光器对应的功率相关参数和温度相关参数；其中，所述激光器调节条件包括温度调节条件和/或功率调节条件；
将所述功率相关参数和所述温度相关参数输入至预先训练好的激光器参数调整模型中，得到所述激光器参数调整模型输出的功率调节参数和温度调节参数；
基于如权利要求3任一所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统和所述功率调节参数，对待调节的激光器的激光功率进行实时调节；以及，基于如权利要求2所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统和所述温度调节参数，对待调节的激光器的温度进行实时调节。
12.一种激光打标机，其特征在于，包括光学系统和权利要求1～9任一所述的风冷固体激光器，所述光学系统用于将所述风冷固体激光器产生的入射激光转换为用于进行打标处理的打标光束，所述光学系统中包括用于监测所述打标光束实时功率的打标功率监测模块，所述打标功率监测模块用于在所述打标光束实时功率满足预设的异常提示条件的情况下，生成打标光束异常提示信息。
13.一种激光器调节装置，其特征在于，包括：
第一调节模块，用于响应于满足预设的温度调节条件，按照如权利要求2所述的激光器调节系统中的温度调节与控制子系统，对激光器的激光谐振腔和所述激光泵浦源的温度进行实时调节；
第二调节模块，用于在启动温度调节与控制子系统进行温度调节之后，检测到所述激光器的激光功率满足预设的功率调节条件的情况下，按照如权利要求3所述的激光器调节系统中的功率调节与补偿子系统，对所述激光器的激光功率进行实时调节。
14.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求10或11所述的激光器调节方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求10或11所述的激光器调节方法的步骤。
CN202311408735.3A 2023-05-23 2023-10-26 宽工作温度范围的风冷固体激光器及激光打标机 Pending CN117458246A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310586032 2023-05-23
CN2023105860323 2023-05-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117458246A true CN117458246A (zh) 2024-01-26

Family

ID=89579373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311408735.3A Pending CN117458246A (zh) 2023-05-23 2023-10-26 宽工作温度范围的风冷固体激光器及激光打标机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117458246A (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6414828B1 (en) * 1999-03-17 2002-07-02 Lambda Physik Ag Laser ventilation system
US20050078722A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-14 National Semiconductor Corporation Laser trim and compensation methodology for passively aligning optical transmitter
CN101005188A (zh) * 2006-01-17 2007-07-25 深圳市大族激光科技股份有限公司 全风冷式端面泵浦激光器
CN101436746A (zh) * 2008-08-12 2009-05-20 深圳市泛友科技有限公司 一种全风冷端泵浦激光器
CN201549765U (zh) * 2009-12-02 2010-08-11 天津光电通信技术有限公司 半导体激光器驱动模块
CN101833344A (zh) * 2010-04-27 2010-09-15 青岛海信电器股份有限公司 激光显示光源的温度控制装置和方法以及激光显示装置
CN102173218A (zh) * 2010-12-30 2011-09-07 东莞市创普光电技术有限公司 一种激光打标机的新用途
CN104078841A (zh) * 2014-07-08 2014-10-01 成都新易盛通信技术股份有限公司 一种光模块激光器数字开环温度补偿系统
CN104319622A (zh) * 2014-11-19 2015-01-28 天津光电通信技术有限公司 小型化连续光输出激光器驱动电路
CN204927788U (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 锐莱特精密光电技术无锡有限公司 一体化风冷式端泵激光器
CN205159775U (zh) * 2015-11-18 2016-04-13 华南理工大学 一种宽温度适应区间的单频光纤激光器
CN106229800A (zh) * 2016-08-15 2016-12-14 桂林创研科技有限公司 新型掺铒光纤放大器
JP2019030901A (ja) * 2017-08-10 2019-02-28 ブラザー工業株式会社 レーザ加工装置および検出方法
US20190089110A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Intel Corporation Laser failure early warning indicator
CN209418976U (zh) * 2019-02-25 2019-09-20 苏州英谷激光有限公司 一种提高激光功率稳定性用的激光器自动优化装置
CN113422277A (zh) * 2021-06-23 2021-09-21 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种激光器输出功率自动实时校准的装置及方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6414828B1 (en) * 1999-03-17 2002-07-02 Lambda Physik Ag Laser ventilation system
US20050078722A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-14 National Semiconductor Corporation Laser trim and compensation methodology for passively aligning optical transmitter
CN101005188A (zh) * 2006-01-17 2007-07-25 深圳市大族激光科技股份有限公司 全风冷式端面泵浦激光器
CN101436746A (zh) * 2008-08-12 2009-05-20 深圳市泛友科技有限公司 一种全风冷端泵浦激光器
CN201549765U (zh) * 2009-12-02 2010-08-11 天津光电通信技术有限公司 半导体激光器驱动模块
CN101833344A (zh) * 2010-04-27 2010-09-15 青岛海信电器股份有限公司 激光显示光源的温度控制装置和方法以及激光显示装置
CN102173218A (zh) * 2010-12-30 2011-09-07 东莞市创普光电技术有限公司 一种激光打标机的新用途
CN104078841A (zh) * 2014-07-08 2014-10-01 成都新易盛通信技术股份有限公司 一种光模块激光器数字开环温度补偿系统
CN104319622A (zh) * 2014-11-19 2015-01-28 天津光电通信技术有限公司 小型化连续光输出激光器驱动电路
CN204927788U (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 锐莱特精密光电技术无锡有限公司 一体化风冷式端泵激光器
CN205159775U (zh) * 2015-11-18 2016-04-13 华南理工大学 一种宽温度适应区间的单频光纤激光器
CN106229800A (zh) * 2016-08-15 2016-12-14 桂林创研科技有限公司 新型掺铒光纤放大器
JP2019030901A (ja) * 2017-08-10 2019-02-28 ブラザー工業株式会社 レーザ加工装置および検出方法
US20190089110A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 Intel Corporation Laser failure early warning indicator
CN209418976U (zh) * 2019-02-25 2019-09-20 苏州英谷激光有限公司 一种提高激光功率稳定性用的激光器自动优化装置
CN113422277A (zh) * 2021-06-23 2021-09-21 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种激光器输出功率自动实时校准的装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张娟: "应用于10Gbit/s光通信系统的激光二极管驱动器的设计", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 (信息科技辑), no. 9, 15 September 2019 (2019-09-15) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200253092A1 (en) Energy efficiency based control for a cooling system
CN106451047B (zh) 一种智能自检光纤激光器及其开机自检方法
CN102171896B (zh) 光放大控制装置、半导体光放大器控制方法及光传送设备
CN103092229B (zh) 激光器温度稳定控制系统
WO2017120386A1 (en) Systems and methods for extending the battery life of a wireless sensor in a building control system
JP7254098B2 (ja) ガス監視システム
JP4838530B2 (ja) 出力安定化機構を有するフェムト秒レーザー装置
CN100452573C (zh) 大功率泵浦激光器组的驱动及控制保护方法
CN110676680A (zh) 用于微片激光器泵浦源输出波长控制的装置
CN117458246A (zh) 宽工作温度范围的风冷固体激光器及激光打标机
CN101436746B (zh) 一种全风冷端泵浦激光器
US8640968B2 (en) Temperature gain control device and method thereof
WO2013162535A1 (en) Operating vertical-cavity surface-emitting lasers
US9590380B2 (en) Laser oscillator provided with blower
CN102916336A (zh) 一种降低激光器的tec能耗的方法
JP2016066671A (ja) 波長可変光源および温度制御初期値の決定方法
EP2406858B1 (en) Laser safety system
US7512162B2 (en) Dynamic thermal management of laser devices
JP2012169768A (ja) レーザ制御装置
JP2005191223A (ja) 半導体レーザ光源装置
JP4676314B2 (ja) レーザ発振器及びレーザ発振器の劣化部品判定方法
JP2014170839A (ja) レーザー装置
CN108646117B (zh) 一种光有源器件的老化方法
CN211063040U (zh) 掺铒光纤放大器的散热结构、掺铒光纤激光装置及系统
JP2006114774A (ja) 波長安定化半導体レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination