CN207850544U - 一种准连续光纤激光器能量测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光技术领域，具体涉及一种准连续光纤激光器能量测试装置，所述装置包括测试电路和控制器，所述测试电路包括电源、电容、光电二极管、电压表、第一开关和第二开关，所述电源与电容并联，且电源正极与电容连接的线路上设置有第二开关，所述光电二极管与电容并联，且光电二极管的负极和电容与电源正极相接的一端相接，光电二极管负极与电容连接的线路上设置第一开关，所述光电二极管位于准连续光纤激光器的光路上，所述电压表与电容并联。本实用新型解决了实际输出能量存在偏差的问题，能够通过光电二极管完成实时监控，提高加工工艺条件。

Description

一种准连续光纤激光器能量测试装置

技术领域

本实用新型属于激光技术领域，具体涉及一种准连续光纤激光器能量测试装置。

背景技术

目前光纤激光器是指用掺杂稀土元素的光纤为增益介质，利用全反射原理将激光束缚在光纤中传播的激光器，因其具有光束质量好、转换效率高、免维护、稳定性好等优点，已经被广泛应用于汽车制造、工业造船、激光雕刻、激光打标、医疗器械设备、军事国防安全等领域。现有光纤激光器主要分为连续、准连续激光器和脉冲激光器，其中准连续光纤激光器介于连续和脉冲之间，它可以产生ms量级的脉冲激光，占空比为10％时可以得到比连续光高十倍的峰值功率光脉冲，同时准连续光纤激光器还可以发出连续激光。因此一台准连续光纤激光器同时具有了脉冲Nd：YAG激光器的钻孔和焊接优势以及CO₂激光器的切割功能。

在准连续光纤激光器制造过程中，主要用能量计测量激光器的脉冲出光能量，但是在生产运用中不可能每次都用能量计测量激光器脉冲能量再进行钻孔或焊接。由于钻孔和焊接时工艺复杂、外界环境恶劣、激光器老化等因素，光纤激光器的实际输出能量可能存在偏差，为了能够达到较好的加工工艺，需要对激光器的脉冲输出能量进行实时监控。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种准连续光纤激光器能量测试装置，解决了实际输出能量存在偏差的问题，能够通过光电二极管完成实时监控，有助于提高加工工艺条件。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：

一种准连续光纤激光器能量测试装置，包括测试电路，所述测试电路包括电源、电容、光电二极管、电压表、第一开关和第二开关，所述电源与电容并联，且电源正极与电容连接的线路上设置有第二开关，所述光电二极管与电容并联，且光电二极管的负极和电容与电源正极相接的一端相接，所述光电二极管负极与电容连接的线路上设置有第一开关，所述光电二极管位于准连续光纤激光器的出光光路上，所述电压表与电容并联。

还包括控制器，所述控制器用于控制第一开关和第二开关的通断。

所述控制器还用于控制准连续光纤激光器电源的通断。

从以上描述可以看出，本实用新型具备以下优点：

1.本实用新型解决了实际输出能量存在偏差的问题，能够通过光电二极管完成实时监控，有助于提高加工工艺条件。

2.本实用新型通过两次测试的电压差能够准确稳定的反映光电二极管的电流，从而准确测试光纤激光器的输出能量。

3.本实用新型能够保证光纤激光器的稳定性，有利于焊接、打孔等工艺上的开发。

附图说明

图1是本实用新型的测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的测试电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例的步骤示意图。

具体实施方式

结合图1、图2和图3，详细说明本实用新型的一个具体实施例，但不对本实用新型的权利要求做任何限定。

如图1和图2所示，一种准连续光纤激光器能量测试装置，包括测试电路1，测试电路包括电源S1、电容C1、光电二极管P1、电压表V1、第一开关K1和第二开关K2，电源S1与电容C1并联，且电源S1正极与电容C1连接的线路上设置有第二开关K2，光电二极管P1与电容C1并联，且光电二极管P1负极和电容C1与电源S1正极相接的一端相接，光电二极管P1负极与电容C1连接的线路上设置第一开关K1，光电二极管P1位于出光光纤2-1的光路上，电压表V1与电容C1并联，能量计3用于测量出光光纤2-1的输出能量。

如图3所示，该装置使用时，将装置设置于准连续光纤激光器2的出光光路上，准连续光纤激光器2包括出光光纤2-1，具体测试步骤如下：

步骤1、将第一开关K1断开，同时断开光纤激光器2电源，闭合第二开关K2，此时电源S1对电容C1充电，电压表测得电容C1两端电压U₁；

步骤2、将第二开关K2断开,闭合第一开关K1，打开光纤激光器2，光纤激光器发出一个脉冲，此时光电二极管P1检测到出光光纤处的光强度I，光电二极管将光强度转化为电流i，并且电流方向与步骤1充电电流方向相反，导致电容C1放电，放电量为∑Q，电压表测得电容C1两端电压为U₂，同时能量计测的光纤激光器输出能量为W_测。

故，存在以下关系：

电容放电量：

∑Q-∫idt-c∑(U₁-U₂)，(C为电容常量)；

电流与光强度呈成正比：

i＝A∑I＝B∑I_差，(A、B为系数，I_总为激光器脉冲强度)

脉冲能量：

故，步骤1和步骤2中的电容电压差与激光器脉冲能量成正比，经多次测试后，通过计算机拟合得到电压差(U₁-U₂)与实测脉冲能量W_测的关系。

步骤3、将拟合得到的关系导入到光线激光器存储系统中，当使用准连续光纤激光器时，通过测得的电压差和测得的关系可以计算出脉冲能量。

为方便测试过程中，对第一开关K1、第二开关K2和准连续光纤激光器电源控制，在装置中增设控制器4，通过控制器4控制第一开关K1、第二开关K2和准连续光纤激光器电源的通断。

为便于控制第一开关K1、第二开关K2和准连续光纤激光器电源的通断，还可以增加控制器4，通过控制器4控制第一开关K1、第二开关K2的开边。

本实用新型在控制器的控制下能够利用电源对电容进行充电，并通过电容两端的电压表进行电压测试；利用光电二极管在光照下产生电流的特性，能够降低电容两端的电量，达到放电的效果，此时利用电压表再次对电容进行电压测试；前后两次电压的变化差值主要来自于光电二极管，同时利用前期计算机拟合得到的电压差(U₁-U₂)与实测脉冲能量W_测的关系，可以推算出实际脉冲能量，从而达到实时监控输出能量的目的。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1.本实用新型解决了实际输出能量存在偏差的问题，能够通过光电二极管完成实时监控，有助于提高加工工艺条件。

2.本实用新型通过两次测试的电压差能够准确稳定的反映光电二极管的电流，从而准确测试光纤激光器的输出能量。

3.本实用新型能够保证光纤激光器的输出稳定性，有利于焊接、打孔等工艺的开发。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种准连续光纤激光器能量测试装置，其特征在于：包括测试电路，所述测试电路包括电源、电容、光电二极管、电压表、第一开关和第二开关，所述电源与电容并联，且电源正极与电容连接的线路上设置有第二开关，所述光电二极管与电容并联，且光电二极管的负极和电容与电源正极相接的一端相接，所述光电二极管负极与电容连接的线路上设置有第一开关，所述光电二极管位于准连续光纤激光器的出光光路上，所述电压表与电容并联。

2.根据权利要求1所述的一种准连续光纤激光器能量测试装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器用于控制第一开关和第二开关的通断。

3.根据权利要求2所述的一种准连续光纤激光器能量测试装置，其特征在于：所述控制器还用于控制准连续光纤激光器电源的通断。