CN117631175A - 一种用于半导体激光器光纤耦合装配的系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于半导体激光器光纤耦合装配的系统及其工作方法，属于半导体激光器技术领域。系统包括安装板、光源装置、光纤自动调整装置、UV固化装置和光束检测装置，其中，安装板一侧设置有光源装置，安装板另一侧设置有光束检测装置，光束检测装置上方安装板上分别设置有光纤自动调整装置和UV固化装置，光源装置、光纤自动调整装置、UV固化装置和光束检测装置均连接有工控机。本发明改变了现有的人工装配模式，光纤耦合精准可控，光束质量关键参数量化，制程工艺数据可追溯，显著提升作业效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于半导体激光器光纤耦合装配的系统及其工作方法，属于半导体激光器技术领域。
背景技术
半导体激光器是激光器最主要的一种，具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、能耗低、电光转换效率高、易于使用等特性，光纤耦合输出模块作为半导体激光器封装形式的典型代表，泵浦光纤激光器、固体激光器，同时也是半导体激光器的核心器件，广泛应用于光纤通信、材料加工、雷达传感、医疗环境以及军工科研等领域。
目前工业激光器发展方向为高功率高亮度高可靠性高集成度等，进一步要求光纤耦合半导体激光器高光束质量、高性能等，光纤耦合技术升级需求迫切，要求光纤耦合装配标准更严，工艺更复杂，精度更高，稳定性更强，制作难度加大，改变光纤耦合装配系统及方法意义重大。为此，提出本发明。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于半导体激光器光纤耦合装配的系统，改变了现有的人工装配模式，光纤耦合精准可控，光束质量关键参数量化，制程工艺数据可追溯，显著提升作业效率和质量。
本发明还提供上述用于半导体激光器光纤耦合装配的系统的工作方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于半导体激光器光纤耦合装配的系统，包括安装板、光源装置、光纤自动调整装置、UV固化装置和光束检测装置，其中，
安装板一侧设置有光源装置，安装板另一侧设置有光束检测装置，光束检测装置上方安装板上分别设置有光纤自动调整装置和UV固化装置，光源装置、光纤自动调整装置、UV固化装置和光束检测装置均连接有工控机。
光源装置为整个系统提供反向通光，光纤自动调整装置负责自动调整光纤、耦合透镜同轴相对距离位置，光束检测装置作用是分析判断是否将输出光束聚焦至轮廓最优并耦合进光纤，UV固化装置将调整合格的光纤点胶固化。
根据本发明优选的，光源装置包括驱动电源、激光器和光纤夹持器，驱动电源和激光器分别固定于安装板上，驱动电源连接有激光器，激光器输出端设置有光纤夹持器。驱动电源供电可调，支持多种激光器工作，固定于安装板上。激光器可更换，根据光纤耦合输出波长匹配满足不同波长激光器使用。
根据本发明优选的，光纤自动调整装置包括三轴自动滑台和光纤夹具，三轴自动滑台设置于安装板顶部，三轴自动滑台上设置有光纤夹具。利用三轴自动滑台调整光纤、耦合透镜相对距离位置，同轴对准度。
根据本发明优选的，光束检测装置包括聚集筒、滤光片和光束分析仪，光束分析仪固定于安装板，光束分析仪上依次设置有滤光片和聚集筒，聚集筒上设置有耦合夹具，反向通光输出经聚焦筒聚焦压缩、滤光片衰减、光束分析仪捕获，分析光束轮廓判断光纤耦合是否最优满足标准。
根据本发明优选的，UV固化装置包括点胶机、UV灯和气动滑台，其中，气动滑台固定于安装板，气动滑台上设置有支架，支架上设置有点胶机和UV灯。光纤耦合完成，气动滑台动作到位，点胶机点胶，UV灯固化，完成光纤耦合器制作。
上述用于半导体激光器光纤耦合装配的系统的工作方法，步骤如下：
(1)将耦合透镜固定于耦合夹具上；
(2)使用光纤夹具固定光纤输入端，将光纤输出端固定于光纤夹持器上；
(3)调整三轴自动滑台，将光纤同轴对准耦合透镜；
(4)驱动电源驱动激光器工作，反向通光，观察光束分析仪检测的光束轮廓，同时调整三轴自动滑台，直至光束轮廓最优、尺寸最小，光纤位于耦合透镜焦点处；
(5)气动滑台动作到达设定目标位置，点胶机进行点胶，然后UV灯固化，最后气动滑台、三轴自动滑台返回原点；
(6)关闭驱动电源，光纤耦合器制作完成，然后继续进行下一装配流程。
本发明的有益效果在于：
1、本发明改变了现有的人工装配模式，光纤耦合精准可控，光束质量关键参数量化，制程工艺数据可追溯，显著提升作业效率和质量。
2、本发明能够实现多种不同波长激光器、多种不同光纤耦合器的光纤耦合装配，功能更强大，提升自动化设备利用率，有效解决光纤耦合色差及像差等问题，进一步改善制程工艺。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
其中：1、驱动电源；2、激光器；3、光纤夹持器；4、三轴自动滑台；5、光纤夹具；6、耦合夹具；7、聚焦筒；8、滤光片；9、光束分析仪；10、点胶机；11、UV灯；12、气动滑台；13、支架；14、安装板。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
一种用于半导体激光器光纤耦合装配的系统，包括安装板14、光源装置、光纤自动调整装置、UV固化装置和光束检测装置，其中，
安装板14一侧设置有光源装置，安装板另一侧设置有光束检测装置，光束检测装置上方安装板上分别设置有光纤自动调整装置和UV固化装置，光源装置、光纤自动调整装置、UV固化装置和光束检测装置均连接有工控机。
光源装置为整个系统提供反向通光，光纤自动调整装置负责自动调整光纤、耦合透镜同轴相对距离位置，光束检测装置作用是分析判断是否将输出光束聚焦至轮廓最优并耦合进光纤，UV固化装置将调整合格的光纤点胶固化。
光源装置包括驱动电源1、激光器2和光纤夹持器3，驱动电源1和激光器2分别固定于安装板14上，驱动电源1连接有激光器2，激光器2输出端设置有光纤夹持器3。驱动电源1供电可调，支持多种激光器工作，固定于安装板14上。激光器可更换，根据光纤耦合输出波长匹配满足不同波长激光器使用。
光纤自动调整装置包括三轴自动滑台4和光纤夹具5，三轴自动滑台4设置于安装板14顶部，三轴自动滑台4上设置有光纤夹具5。利用三轴自动滑台4调整光纤、耦合透镜相对距离位置，同轴对准度。
光束检测装置包括聚集筒7、滤光片8和光束分析仪9，光束分析仪9固定于安装板14，光束分析仪9上依次设置有滤光片8和聚集筒7，聚集筒7上设置有耦合夹具6，反向通光输出经聚焦筒聚焦压缩、滤光片衰减、光束分析仪捕获，分析光束轮廓判断光纤耦合是否最优满足标准。
本实施例中的光纤夹持器、光纤夹具、耦合夹具均为现有的夹持器械，可根据光纤尺寸，耦合透镜型号等对应调整，不在单独进行描述。
UV固化装置包括点胶机10、UV灯11和气动滑台12，其中，气动滑台12固定于安装板14，气动滑台12上设置有支架13，支架13上设置有点胶机10和UV灯11。光纤耦合完成，气动滑台动作到位，点胶机点胶，UV灯固化，完成光纤耦合器制作。
上述用于半导体激光器光纤耦合装配的系统的工作方法，步骤如下：
(1)将耦合透镜固定于耦合夹具6上；
(2)使用光纤夹具5固定光纤输入端，将光纤输出端固定于光纤夹持器3上；
(3)调整三轴自动滑台4，将光纤同轴对准耦合透镜；
(4)驱动电源1驱动激光器2工作，反向通光，观察光束分析仪9检测的光束轮廓，同时调整三轴自动滑台4，直至光束轮廓最优、尺寸最小，光纤位于耦合透镜焦点处；
(5)气动滑台12动作到达设定目标位置，点胶机10进行点胶，然后UV灯11固化，最后气动滑台12、三轴自动滑台4返回原点；
(6)关闭驱动电源1，光纤耦合器制作完成，然后继续进行下一装配流程。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种用于半导体激光器光纤耦合装配的系统，其特征在于，包括安装板、光源装置、光纤自动调整装置、UV固化装置和光束检测装置，其中，
安装板一侧设置有光源装置，安装板另一侧设置有光束检测装置，光束检测装置上方安装板上分别设置有光纤自动调整装置和UV固化装置，光源装置、光纤自动调整装置、UV固化装置和光束检测装置均连接有工控机。
2.如权利要求1用于半导体激光器光纤耦合装配的系统，其特征在于，光源装置包括驱动电源、激光器和光纤夹持器，驱动电源和激光器分别固定于安装板上，驱动电源连接有激光器，激光器输出端设置有光纤夹持器。
3.如权利要求2用于半导体激光器光纤耦合装配的系统，其特征在于，光纤自动调整装置包括三轴自动滑台和光纤夹具，三轴自动滑台设置于安装板顶部，三轴自动滑台上设置有光纤夹具。
4.如权利要求3用于半导体激光器光纤耦合装配的系统，其特征在于，光束检测装置包括聚集筒、滤光片和光束分析仪，光束分析仪固定于安装板，光束分析仪上依次设置有滤光片和聚集筒，聚集筒上设置有耦合夹具。
5.如权利要求4用于半导体激光器光纤耦合装配的系统，其特征在于，UV固化装置包括点胶机、UV灯和气动滑台，其中，气动滑台固定于安装板，气动滑台上设置有支架，支架上设置有点胶机和UV灯。
6.如权利要求5所述的用于半导体激光器光纤耦合装配的系统的工作方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将耦合透镜固定于耦合夹具上；
(2)使用光纤夹具固定光纤输入端，将光纤输出端固定于光纤夹持器上；
(3)调整三轴自动滑台，将光纤同轴对准耦合透镜；
(4)驱动电源驱动激光器工作，反向通光，观察光束分析仪检测的光束轮廓，同时调整三轴自动滑台，直至光束轮廓最优、尺寸最小，光纤位于耦合透镜焦点处；
(5)气动滑台动作到达设定目标位置，点胶机进行点胶，然后UV灯固化，最后气动滑台、三轴自动滑台返回原点；
(6)关闭驱动电源，光纤耦合器制作完成，然后继续进行下一装配流程。
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