CN218994693U - 一种激光功率稳定性测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种激光功率稳定性测试装置，属于检测装置技术领域，以解决光路中存在的杂光和激光功率稳定性检测不准确的问题。激光经过准直镜组到达反射镜，所述激光在反射镜作用下，激光中的一部分被反射至聚焦镜组，经所述聚焦镜组聚焦后到达焊材表面，所述焊材表面返回杂光；激光中的另一部分和所述杂光透过所述反射镜后，经过滤光片、光学暗箱，最终到达光电二极管探测器。本实用新型可在检测前消除杂光。
Description
技术领域
本新型实用专利属于半导体激光技术领域，具体为一种激光功率稳定性测试装置。
背景技术
在激光加工的各种应用中，特别是激光焊接应用，激光器出射功率的稳定性决定了焊接质量的稳定性。激光焊接过程中，激光通过激光器光源产生，通过光纤传输，经由激光头汇聚在焊材表面，使金属溶解气化，在产生的金属蒸汽压力和重力的平衡下，形成稳定的焊接小孔，随后小孔闭合，金属冷却凝固形成焊道。此过程中，如果激光器的功率存在较大波动，就会破坏焊接小孔的平衡状态，影响焊接过程的稳定性。由于焊接过程中会产生大量辐射作用于光电传感器，使检测误差加大。因此需要设计消杂光光路。
发明内容
本实用新型专利的目的在于提供一种激光功率稳定性测试装置，以解决光路中存在的杂光和激光功率稳定性检测不准确的问题。
为实现上述目的，本实用新型专利提供如下技术方案：
一种激光功率稳定性测试装置，激光经过准直镜组到达反射镜，所述激光在反射镜作用下，激光中的一部分被反射至聚焦镜组，经所述聚焦镜组聚焦后到达焊材表面，所述焊材表面返回杂光；激光中的另一部分和所述杂光透过所述反射镜后，经过滤光片、光学暗箱，最终到达光电二极管探测器。
一种激光功率稳定性测试装置，激光经过准直镜组到达反射镜，在所述反射镜作用下，激光中的一部分被反射至焊材表面，所述焊材表面返回杂光；激光中的另一部分和所述杂光透过所述反射镜后，依次到达光学暗箱，最终到达光电二极管探测器。
优选的，被反射至聚焦镜组的激光的占比大于99.8%。
优选的，所述激光由激光光纤输出。
优选的，光学暗箱与电二极管探测器相连接，通过电二极管探测器探测被所述光学暗箱滤除杂光后的激光。
优选的，激光中的一部分经过滤光片在进入光学暗箱时，包括：
激光中的一部分经过圆孔型光阑垂直进入所述光学暗箱，在所述光学暗箱中，经由第一直角棱镜向上反射至第二直角棱镜，继续向右反射至第三直角棱镜，继续向下反射至第四直角棱镜，继续向左反射至第五直角棱镜，继续向上反射至第六直角棱镜，继续反射垂直进入光电二极管探测器。
优选的，激光中的一部分经过滤光片在进入光学暗箱时，包括：
激光中的一部分经过圆孔型光阑垂直进入所述光学暗箱，在所述光学暗箱中，经过多个反射棱镜的发射后进入光电二极管探测器。
优选的，准直镜组、反射镜、聚焦镜组和滤光片均设于激光头的腔体内。
优选的，所述激光与所述反射镜的反射面之间的角度可调节，也能够为不可调节的固定方式。
优选的，激光功率稳定性测试装置适用于不同焊接外光路设备，焊接外光路设备中能够包括输出同轴复合激光的复合焊激光头。
本实用新型的有益效果是：激光焊接时，激光只作为热源使焊接材料改性，与焊接使用激光波长无关。在焊接处，由于焊接材料的剧烈的化学变化，会产生紫外到红外200nm-1800nm的辐射光，包含等离子体辐射、焊接激光回程光、红外辐射。由于焊接表面粗糙，反射回激光头光学系统光轴的光很杂乱，各个方向都有。进入检测装置后，例如，光进行了多次的45°反射，激光中的另一部分为平行光，垂直入射的平行激光会沿着设计光路光轴传输，而非垂直入射的杂光与光轴的夹角在不断反射过程中被放大，最终脱离光学系统光轴，打在检测装置内壁上，内壁涂有吸光材料，从而把杂散光吸收处理。
附图说明
图1为本实用新型光路结构示意图；
图2为本实用新型装置局部结构示意图；
图3为本实用新型内部结构局部示意图；
图4为本实用新型消除杂光的模拟光路图。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
参照图1-4，激光通过光纤1传输，经由QBH接头进入激光头，在激光头内经由准直镜组2，转换为平行光，经由反射镜3反射向下传输，经过聚焦镜组4聚焦在焊材表面8附近进行焊接。由于反射镜3把大部分激光大于99.8%反射用于焊接，通过反射镜3所剩余的激光继续沿着原方向传输，经由滤光片5进一步衰减，进入光学暗箱6，在光学暗箱6内经过多次反射，最终到达光电二极管探测器7。
参照图2，检测装置中包括光学暗箱6及光电二极管探测器7。
参照图3，此装置为光学暗箱6。由于激光透过反射镜3后剩余的平行激光是本发明所需检测的光源，而焊接时产生的杂光是干扰光源。激光焊接时，激光只作为热源使焊接材料改性，与焊接使用激光波长无关。在焊接处，由于焊接材料的剧烈的化学变化，会产生紫外到红外200nm-1800nm的辐射光，包含等离子体辐射、焊接激光回程光、红外辐射。由于焊接表面粗糙，反射回激光头光学系统光轴的光很杂乱，各个方向都有。进入检测装置后，光进行了多次的45°反射，平行光的角度不会发生变化，而带角度入射的杂散光的入射角度在不断反射过程中被放大，最终脱离光学系统光轴，打在检测装置内壁上，内壁涂有吸光材料，从而把杂散光吸收处理。
消除杂光的思路为：多次反射拉长光路，使非垂直入射光学暗箱的光经多次反射后在暗箱内部吸收，使最终到达消除杂光的目的。
为方便理解，实施时所指的方向能够以附图3为准。激光中的一部分经过圆孔型光阑9垂直进入所述光学暗箱6，在所述光学暗箱6中，经由第一直角棱镜10向上反射至第二直角棱镜11，继续向右反射至第三直角棱镜12，继续向下反射至第四直角棱镜13，继续向左反射至第五直角棱镜14，继续向上反射至第六直角棱镜15，继续反射垂直进入光电二极管探测器7。
参照图4，杂光、检测光经过多次反射到达检测器。
所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (10)
1.一种激光功率稳定性测试装置，其特征在于，激光经过准直镜组（2）到达反射镜（3），所述激光在反射镜（3）作用下，激光中的一部分被反射至聚焦镜组（4），经所述聚焦镜组（4）聚焦后到达焊材表面（8），所述焊材表面（8）返回杂光；激光中的另一部分和所述杂光透过所述反射镜（3）后，经过滤光片（5）、光学暗箱（6），最终到达光电二极管探测器（7）。
2.一种激光功率稳定性测试装置，其特征在于，激光经过准直镜组（2）到达反射镜（3），在所述反射镜（3）作用下，激光中的一部分被反射至焊材表面（8），所述焊材表面（8）返回杂光；激光中的另一部分和所述杂光透过所述反射镜（3）后，依次到达光学暗箱（6），最终到达光电二极管探测器（7）。
3.根据权利要求1或2所述的激光功率稳定性测试装置，其特征在于，被反射至聚焦镜组（4）的激光的占比大于99.8%。
4.根据权利要求1或2所述的激光功率稳定性测试装置，其特征在于，所述激光由激光光纤（1）输出。
5.根据权利要求1或2所述的激光功率稳定性测试装置，其特征在于，光学暗箱（6）与电二极管探测器（7）相连接，通过电二极管探测器（7）探测被所述光学暗箱（6）滤除杂光后的激光。
6.根据权利要求1或2所述的激光功率稳定性测试装置，其特征在于，激光中的一部分经过滤光片（5）在进入光学暗箱（6）时，包括：
激光中的一部分经过圆孔型光阑（9）垂直进入所述光学暗箱（6），在所述光学暗箱（6）中，经由第一直角棱镜（10）向上反射至第二直角棱镜（11），继续向右反射至第三直角棱镜（12），继续向下反射至第四直角棱镜（13），继续向左反射至第五直角棱镜（14），继续向上反射至第六直角棱镜（15），继续反射垂直进入光电二极管探测器（7）。
7.根据权利要求1或2所述的激光功率稳定性测试装置，其特征在于，激光中的一部分经过滤光片（5）在进入光学暗箱（6）时，包括：
激光中的一部分经过圆孔型光阑（9）垂直进入所述光学暗箱（6），在所述光学暗箱（6）中，经过多个反射棱镜的发射后进入光电二极管探测器（7）。
8.根据权利要求1或2所述的激光功率稳定性测试装置，其特征在于，准直镜组（2）、反射镜（3）、聚焦镜组（4）和滤光片（5）均设于激光头的腔体内。
9.根据权利要求1或2所述的激光功率稳定性测试装置，其特征在于，所述激光与所述反射镜（3）的反射面之间的角度可调节。
10.根据权利要求1或2所述的激光功率稳定性测试装置，其特征在于，激光中的另一部分被光电二极管探测器（7）的探测头检测到，杂光打在所述光电二极管探测器（7）的内壁上，所述内壁涂有吸光材料。
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