TWI819414B - 光電感測系統及其方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光電感測裝置，係包括用以導入待測光之擴散膜，具有複數濾波塗層以自該待測光濾出檢測光束之濾波元件，以及用以感測該檢測光束之感測電路，該光電感測裝置能提供雙波段感測功能；另外，本發明復提供具該光電感測裝置之系統及其運作方法，係由次耦光元件將複數入射光耦合成第一耦合光後，由主耦光元件將該第一耦合光成第二耦合光，以供摻鉺光纖使通過之部分該第二耦合光形成螢光，再分別將第一光電感測裝置以及第二光電感測裝置設於該次耦光元件以及該摻鉺光纖上，以分別監測藍光雷射以及螢光的狀態，俾提供即時監測之效果。
Description
本發明係關於光電感測之技術，尤指一種能感測雙波段之光束的光電感測裝置、光電感測系統及其方法。
隨著5G、電動車等議題之興起，金屬材料(例如銅)之加工的精度以及使用金屬薄片散熱之需求必將提升，導致金屬加工設備之加工品質及效率變得十分重要。現今多以雷射加工設備作為主要之加工工具，傳統之雷射加工設備係利用1064奈米(nm)波段之雷射光源，但隨著科技之進步，近來已發展出利用450nm波段的藍光雷射取代1064nm波段之傳統雷射光源，由於450nm波段之藍光雷射相較於傳統的1064nm雷射光源，對金屬加工有著更良好的吸收率(3~12倍)，是以，藍光雷射能提供更加有效之加工品質及效率。
一般雷射加工設備之雷射光源須設置由複數雷射二極體所形成之雷射二極體陣列，透過多個前端耦光器將所對應之各雷射二極體之雷射光耦合，再利用功率耦光器匯集各前端耦光器所耦合之雷射光以形成高功率之雷射光，之後，再透過光纖傳送至後端之雷射輸出頭進行雷射光輸出。惟，由於雷射光纖通常使用多個雷射二極體且經多次耦合，因而當遇到雷射光輸出功率下降而須進行檢查時，通常需要將各雷射二極體與前端耦光器、前端耦光器與功率耦光器以及功率耦光器與雷射輸出頭之間的光纖一一截斷後，再接上光檢測器，方能檢測出造成功率下降之問題點以進行故障排除，易言之，以14個雷射二極體為例，如欲檢查各雷射二極體之功率，於雷射二極體與前端耦光器之間，至少需先進行28次光纖截斷與熔接，如各雷射二極體無異狀，復須依次檢查前端耦光器與功率耦光器以及功率耦光器與雷射輸出頭之間的功率情況，才能找出最終之問題的徵結點，不僅成本高且費時。另外，由於目前藍光雷射價格昂貴且現有用以檢測雷射光功率之光感測器(Photo Detector，PD)亦要價不菲，導致藍光雷射加工設備之使用及維護成本高居不下。
有鑑於此，如何提供一種即時、有效且成本低廉的保護藍光雷射系統之監測設備，藉以有效率地進行藍光雷射系統之內檢與回饋，將成為下世代藍光雷射加工須思考的問題，亦為目前本技術領域人員急欲追求之目標。
為解決上述現有技術之問題，本發明係揭露一種光電感測裝置，係包括：擴散膜，係用以將導入待測光均勻化；濾波元件，係設於該擴散膜上且包含光學基板以及形成於該光學基板表面上之複數濾波塗層，用以於該待測光通過時濾出檢測光束；以及感測電路，係設於該濾波元件上，用以將所接收該檢測光束轉換成感測訊號。
本發明復揭露一種光電感測系統，係包括：至少一次耦光元件，係用以接收複數入射光，以耦合成至少一第一耦合光；主耦光元件，其一端連接該至少一次耦光元件且接收該第一耦合光，以耦合成第二耦合光；摻鉺光纖，係連接該主耦光元件之另一端，以供該第二耦合光通過而使部分該第二耦合光形成螢光；至少一第一光電感測裝置，係對應設置於該至少一次耦光元件處，用以檢測該第一耦合光以產生第一感測訊號；以及第二光電感測裝置，係設置於該摻鉺光纖處，用以檢測該螢光以產生第二感測訊號，其中，該第一感測訊號以及該第二感測訊號係分別用於判斷該第一耦合光以及該第二耦合光之狀態。
本發明復揭露一種光電感測方法，係包括：設置至少一次耦光元件，以接收複數入射光並耦合成至少一第一耦合光；設置連接該至少一次耦光元件之主耦光元件，以接收並耦合該第一耦合光而形成第二耦合光；設置連接該主耦光元件以供該第二耦合光通過之摻鉺光纖，以使部分該第二耦合光形成螢光；於該至少一次耦光元件處設置至少一第一光電感測裝置，以檢測該第一耦合光而產生第一感測訊號；於該摻鉺光纖處設置第二光電感測裝置，用以檢測該螢光以產生第二感測訊號；以及透過該第一感測訊號以及該第二感測訊號，判斷該第一耦合光以及該第二耦合光之狀態。
由上可知，本發明之光電感測裝置利用擴散膜以及具有複數濾波塗層之濾波元件自待測光中濾出450nm以及530nm之檢測光束，再以感測電路對該檢測光束進行感測，以達到雙波段感測之效果；再者，本發明之光電感測系統及其方法透過於次耦光元件以及摻鉺光纖處分別設置第一光電感測元件以及第二光電感測元件，以分別進行450nm以及530nm之雙波段檢測，藉以提供即時監控之目的，更提供除錯之方法，使維修人員可快速找出產生問題之處，以盡速達到問題排除之效果。
以下藉由特定的具體實施形態說明本發明之技術內容，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之優點與功效。然本發明亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。
圖1為本發明之光電感測裝置之立體結構分解圖，圖2為本發明之光電感測裝置之側視圖，請一併參考。如圖所示，本發明之光電感測裝置1係包括擴散膜11、濾波元件12以及感測電路13，其中，透過擴散膜11將用以檢測之光束導入，經濾波元件12將所欲檢測之波段的光束濾出，之後由感測電路13進行光感測以產生感測結果，據以判斷所檢測之光束的狀態，進而作為雷射光系統是否調整之依據。關於本發明之光電感測裝置1之結構，詳述如下。
擴散膜11用以將導入之待測光均勻化，具體而言，該待測光可為一波段範圍之光束，例如該波段範圍內包括波長為450nm之藍光及/或波長為530nm之綠光，另外，待測光亦可為特定波長之光束，例如450nm之藍光或530nm之綠光。
濾波元件12係設置於該擴散膜11上，以將來自擴散膜11之待測光進行濾波，進言之，濾波元件12係包括用以對待測光進行濾波之複數濾波塗層121以及供該複數濾波塗層121形成於表面上之光學基板122，濾波元件12於接收該待測光時，藉複數濾波塗層121濾出檢測光束，其中，複數濾波塗層121之各層係具有不同之折射率，藉由不同折射率之濾波塗層疊合，以自待測光中濾出用於檢驗之檢測光束，例如波長為450nm之檢測光束(即藍光)以及波長為530nm之檢測光束(即螢光或綠光)
具體而言，濾波元件12之複數濾波塗層121可為含鹵素之化合物層、16族化合物層、15族化合物層、5族化合物層或前述之二層、三層或四層之組合，其中，含鹵素之化合物可為氟化合物，16族化合物可為硫化合物，15族化合物可為氮化合物，5族化合物可為鈮化合物；舉例而言，若本發明使用於藍光加工技術上而需進行450nm以及530nm之光束檢測時，則可將本發明之濾波塗層121設計為三層，例如使用氟化合物層、硫化合物層以及氮化合物層之組合，形成可同時監測雙波段(即450nm以及530nm)之光束的塗層結構，或是若欲針對其他波段之光束進行檢測時，則可使濾波塗層121依需求設計成其他組合形式，例如四層濾波塗層121可使用氟化合物層、硫化合物層、氮化合物層以及鈮化合物層所構成之組合結構，亦即本發明之濾波元件12可依據所欲檢測之光束的特徵(例如波長之波段)進行濾波塗層121之材料折射率之選擇及調整，因此，本發明之濾波元件12的濾波塗層121不以前述之形式為限。
另外，光學基板122具體可為光學擴散基板，為由塑料材質所製成之塑料基板，亦即，本發明之濾波元件12係可透過光學基板122與該複數濾波塗層121之組合，過濾通過濾波元件12之光束，另外，光學基板122亦可供擴散膜11形成於相對複數濾波塗層121之另一表面上，以支承擴散膜11以及複數濾波塗層121。據此，由於本發明利用塑料所製成之光學擴散基板，因而可減少製造之成本。
感測電路13用以感測所接收之光束，以將所感測到之光束轉換為電子訊號(例如電壓訊號)。具體而言，感測電路13設置於濾波元件12上，其可接觸貼附於濾波元件12之濾波塗層121上，以直接自濾波元件12接收經濾波元件12所濾出之檢測光束，經感測電路13之光電轉換功能而將檢測光束對應轉換成感測訊號。
將本發明實際應用於藍光雷射之加工設備上，藍光雷射之加工設備中具有用以匯集複數入射光之複數耦光元件，另外，復設置用以與藍光雷射作用以產生螢光之摻鉺光纖，其中，摻鉺光纖能吸收藍光雷射之部分能階，藉由該雷射之變頻現象而產生螢光。將本發明之光電感測裝置1以擴散膜11之一側覆蓋於耦光元件或摻鉺光纖上，使擴散膜11自耦光元件或摻鉺光纖導入並均勻化待測光，即藍光雷射之光束或螢光，經濾波元件12之光學基板122以及複數濾波塗層121自藍光雷射之光束濾出第一檢測光束或自螢光濾出第二檢測光束，即可利用設於濾波元件12上之感測電路13將第一檢測光束或第二檢測光束分別轉換成第一感測訊號或第二感測訊號，進而依據第一感測訊號或第二感測訊號(例如光功率之大小)推得藍光雷射之加工設備所對應之藍光雷射之狀態，如此，能即時發現藍光雷射之加工設備中發生之故障或其他影響藍光雷射之加工設備的加工效果之問題，以供維修人員能依據光電感測裝置1所提供之感測結果，快速找出問題處，並進行故障或問題排除。有關詳細之除錯以及檢測流程，於後面將再詳細說明。
圖3為本發明之光電感測系統之架構圖。如圖所示，本發明之光電感測系統3係包括次耦光元件31、主耦光元件32、摻鉺光纖33、第一光電感測裝置34以及第二光電感測裝置35，其中，次耦光元件31將複數入射光進行耦合，以形成第一耦合光，第一耦合光經主耦光元件32匯集並耦合而形成第二耦合光，摻鉺光纖33則供第二耦合光通過並傳送至輸出端(例如雷射加工輸出頭)，其中，於第二耦合光通過摻鉺光纖33時，摻鉺光纖33吸收第二耦合光部分能階，而使部分第二耦合光形成發散之螢光，本發明利用至少一第一光電感測裝置34及第二光電感測裝置35分別感測第一耦合光及螢光，並據之判斷和推知各第一耦合光以及第二耦合光之狀態。關於本發明之光電感測系統3之系統架構，詳述如下。
次耦光元件31用以接收複數入射光，以耦合成第一耦合光。詳言之，次耦光元件31係具有一檢測部311，具體而言，該檢測部311可為形成於次耦光元件31之一表面上之檢測孔或具透光性之檢測面，以供第一光電感測裝置34透過檢測部311對第一耦合光進行檢測。
於一實施例中，由複數雷射光源36所產生之多道雷射之光束形成複數入射光，其中，本發明係透過複數雷射二極體作為雷射光源，進而形成雷射光源陣列，以提供複數入射光。具體而言，本發明之雷射光源可為藍光雷射二極體，能產生藍光雷射光作為入射光，因而次耦光元件31所耦合之第一耦合光係包括430nm之藍光光束，後續，本發明之光電感測系統3將以應用於藍光雷射系統為例來進行說明。
於本實施例中，以具有十四個藍光雷射二極體所形成之藍光雷射之雷射光源陣列為例，其中，次耦光元件31可為N*1之耦光元件，如圖所示，本發明之次耦光元件31係採用2*1之耦光元件，例如本實施例中能設置七個次耦光元件31，而每一個次耦光元件31係自雷射光源陣列其中之二個雷射二極體接收雷射光束作為入射光，因而次耦光元件31接收二入射光並耦合成第一耦合光，因此，複數次耦光元件31將形成複數第一耦合光，再透過光纖傳送至主耦光元件32。
主耦光元件32係經光纖與多個次耦光元件31連接，並自各次耦光元件31接收複數第一耦合光，主耦光元件32係將該複數第一耦合光耦合成第二耦合光。承上所述，於本實施例中，主耦光元件32係為7*1之耦光元件，以連接各次耦光元件31，進而將所接收之複數第一耦合光耦合成具有高功率之第二耦合光，接著，透過光纖向輸出端之方向傳送高功率之第二耦合光。
摻鉺光纖33透過光纖連接主耦光元件32，以供第二耦合光通過，具體而言，摻鉺光纖33係熔接於主耦光元件32與輸出端之間的光纖上，能接收來自主耦光元件32之第二耦合光並將第二耦合光傳送至輸出端，提供輸出端進行雷射加工，其中，摻鉺光纖33為摻雜特殊離子之增益光纖，於第二耦合光經過時，能吸收藍光雷射之部分能階，進而使部分第二耦合光作用而產生530nm之螢光且向摻鉺光纖33外部發散，亦即，本發明利用摻鉺光纖33將少部份之第二耦合光形成功率較低之螢光，達到令少許第二耦合光進行衰減但不影響雷射加工輸出端所輸出之第二耦合光之功率之效果。
各第一光電感測裝置34設置於各次耦光元件31處，用於對該檢測部311檢測至少一第一耦合光，以產生至少一第一感測訊號。承前所述，於各次耦光元件31之檢測部311處設置有第一光電感測裝置34，各第一光電感測裝置34透過檢測部311檢測所對應之次耦光元件31中第一耦合光之功率狀態，亦即，於本實施例中，可利用七個第一光電感測裝置34設置於各次耦光元件31上，以對所對應之次耦光元件31進行第一耦合光之檢測。
於一具體實施例中，本發明之第一光電感測裝置34包括用以使第一耦合光均勻化之擴散膜，具有複數濾波塗層以自第一耦合光濾出第一檢測光束之濾波元件，以及用以將第一檢測光束轉換成第一感測訊號之感測電路。詳言之，本發明之第一光電感測裝置34能自第一耦合光中濾出波長為450nm之第一檢測光束，且依據第一檢測光束而產生第一感測訊號，俾可據之即時檢查第一耦合光之狀態，亦即，本發明能應用於藍光雷射之加工設備上，以檢測藍光雷射之加工設備之狀態。
第二光電感測裝置35係以覆蓋摻鉺光纖33之方式而設於摻鉺光纖33外側，用以檢測摻鉺光纖33所發散之螢光，據之產生第二感測訊號。
於一具體實施例中，本發明之第二光電感測裝置35包括用以使螢光均勻化之擴散膜，具有複數濾波塗層以自螢光濾出第二檢測光束之濾波元件，以及用以將第二檢測光束轉換成第二感測訊號之感測電路。詳言之，本發明之第二光電感測裝置35能自螢光中濾出波長為530nm之第二檢測光束，且依據該第二檢測光束而產生該第二感測訊號，是以，本發明基於摻鉺光纖33產生螢光且螢光之功率與第二檢測光束之功率呈線性關係，進而由第二光電感測裝置35直接檢測螢光之功率大小，以推知第二耦合光之整體能量，達到即時監測之目的。
由上可知，本發明之光電感測系統3透過第一光電感測裝置34檢測第一耦合光產生第一感測訊號，以及透過第二光電感測裝置35檢測螢光產生第二感測訊號，以判斷第一耦合光以及第二耦合光之狀態，俾於第一耦合光或螢光之功率產生變化時，進一步判斷設備問題處再哪，例如是次耦光元件31、主耦光元件32或雷射光源36產生問題，以進行問題之排除。
於一實施例中，本發明復包括儲存有第一閾值以及第二閾值且連接該些第一光電感測裝置34以及該第二光電感測裝置35之處理單元，其中，處理單元分別透過該些第一感測訊號與第一閾值以及該第二感測訊號與第二閾值之比對，以判斷該些第一耦合光以及該第二耦合光之狀態，其中，第一感測訊號以及第二感測訊號可為電壓訊號，而第一閾值及第二閾值則為最低或最高之電壓值或一區間範圍。於一實施例中，該處理單元可為電腦或伺服器，或是能進行資料處理之具有儲存單元和處理器之電子設備。
圖4為本發明之光電感測方法之步驟圖。如圖所示，請一併參考圖3，本發明之光電感測方法係包括如下步驟。
於步驟S401中，令至少一次耦光元件31耦合複數入射光以形成至少一第一耦合光。本發明設置具有檢測部311之至少一次耦光元件31，以接收複數入射光並耦合成至少一第一耦合光，其中，藉由設置複數雷射光源36以形成雷射光源陣列，據以產生複數入射光，並經光纖而傳送至對應之次耦光元件31。
於步驟S402中，令主耦光元件32耦合該至少一第一耦合光以形成第二耦合光。簡言之，設置連接各次耦光元件31之主耦光元件32，用以接收並耦合該至少一第一耦合光，以形成第二耦合光。
於步驟S403中，令通過摻鉺光纖33之部分該第二耦合光形成螢光。簡言之，設置連接該主耦光元件32以供該第二耦合光通過之摻鉺光纖33，其中，摻鉺光纖33設於主耦光元件32與輸出端之間並將第二耦合光向輸出端傳
送，且於第二耦合光經過時，基於摻鉺光纖33摻雜特殊離子而吸收藍光雷射部分能階，進而使部分第二耦合光形成螢光並向摻鉺光纖33外部發散。
於步驟S404中，透過第一光電感測裝置34檢測第一耦合光。易言之，於對應之次耦光元件31上設置第一光電感測裝置34，使第一光電感測裝置34透過檢測部311檢測第一耦合光，以據之產生第一感測訊號。
於一具體實施例中，本發明之第一光電感測裝置34包含用以使第一耦合光均勻化之擴散膜，具有複數濾波塗層且能自第一耦合光中濾出至少一第一檢測光束之濾波元件，以及用以將第一檢測光束轉換成第一感測訊號之感測電路，其中，第一光電感測裝置34自第一耦合光濾出波長為450nm之第一檢測光束並據之產生第一感測訊號，藉以推知第一耦合光之狀態。
於步驟S405中，透過第二光電感測裝置35檢測螢光。易言之，於該摻鉺光纖33外側設置第二光電感測裝置35，經檢測該螢光而產生第二感測訊號。
於一具體實施例中，本發明之第二光電感測裝置35包含用以使螢光均勻化之擴散膜，具有複數濾波塗層且能自螢光中濾出第二檢測光束之濾波元件，以及用以將第二檢測光束轉換成第二感測訊號之感測電路，其中，透過第二光電感測裝置35自螢光濾出波長為530nm之第二檢測光束，並依據該第二檢測光束產生第二感測訊號，進而透過第二感測訊號回推第二耦合光之狀態。
於步驟S406中，判斷第一耦合光以及第二耦合光之狀態。本發明能基於第一感測訊號以及第二感測訊號之大小，判斷對應之第一耦合光以及第二耦合光之狀態。
於一實施例中，於判斷第一耦合光以及第二耦合光之狀態時，係由儲存有第一閾值以及第二閾值且連接該至少一第一光電感測裝置34以及該第二光電感測裝置35之處理單元執行，亦即該處理單元透過分別將該第一感測訊號與第一閾值以及該第二感測訊號與第二閾值進行比對，進而判斷該第一耦合光以及該第二耦合光之狀態。
於一具體實施例中，於本發明之光電感測系統能檢測波長為450奈米(nm)之藍光雷射以及波長為530奈米(nm)之綠色螢光時，則第一感測訊號須高於前段所激發之能量且須小於一設範圍值，例如270微瓦(µw)＜第一感測訊號＜280微瓦(µw)；另外，第二感測訊號須高於系統前段所匯集之能量，例如570微瓦(µw)＜第二感測訊號。
圖5為本發明之光電感測方法之除錯流程圖。如圖所示，本發明基於上述之第一耦合光以及該第二耦合光之狀態，進行包括以下之除錯流程。
於流程501中，檢測螢光之狀態。於雷射加工設備之雷射光束輸出功率降低時，透過第二光電感測裝置檢查摻鉺光纖處之螢光的狀態，此時，查看第二光電感測裝置所檢測到的螢光之功率(第二感測訊號)是否小於第二閾值。
於流程502中，檢查各次耦光元件。於第二光電感測裝置所檢測到的螢光之功率小於第二閾值時，代表第二耦合光呈現訊號減弱之狀態，此時，針對前端之各次耦光元件進行檢查。
於流程503中，截斷光纖檢查雷射光源。於發現有次耦光元件檢測到第一耦合光之訊號減弱時，針對該處之次耦光元件所連接之雷射光源進行截斷，以對雷射光源進行逐一檢查，亦即，於該至少一第一耦合光以及該第二耦合光皆為減弱狀態時，進一步確認該複數入射光之功率。具體而言，由於單一次耦光元件係連接複數個雷射光源，以單一次耦光元件連接二個雷射光源為例，由於自該處之次耦光元件檢測到第一耦合光發生訊號減弱之情況，因此，進一步對該次耦光元件所連接之二個雷射光源進行截斷檢測，即能快速找出造成訊號減弱之雷射光源而進行問題排除，故無須如對每一雷射光源都進行檢測，因而能提升除錯之效率。
於流程504中，檢查主耦光元件之過光效率。於該第二耦合光為減弱狀態，且該至少一第一耦合光為正常狀態時，檢查該主耦光元件之過光效率。詳言之，於發現次耦光元件檢測到之第一耦合光皆為訊號正常之狀態時，即前端之雷射光源皆無故障，代表造成功率降低之問題係發生於次耦光元件與摻鉺光纖之間的主耦光元件，因而本流程係針對主耦光元件之過光效率進行檢測。
於流程505中，確認是否出現光束反打現象。亦即，於該第二耦合光為減弱狀態，且該至少一第一耦合光為增強狀態時，確認該第二耦合光是否出現反射現像。詳言之，第一耦合光呈現訊號增強的情況，起因可能是有光束自雷射加工輸出頭處沿原路徑(即依序沿摻鉺光纖、主耦光元件以及次耦光元件之路徑)返回，也就是有散射或漫射之光束，致使第一光電感測裝置額外感測到反打之光束，此將造成雷射光源損壞，因此，必須檢查雷射加工輸出頭處或雷射加工過程可能造成光束反打現象之原因。
於流程506中，確認次耦光元件之過光效率。另外，於第二光電感測裝置感測訊號為減弱狀態，且該至少一第一光電感測裝置感測訊號為增強狀態之情況，復可能來自次耦光元件之過光效率變差所致，因而於此情況下，亦須確認該至少一次耦光元件之過光效率。
圖6為本發明之光電感測方法之檢測流程圖。簡言之，本發明係利用處理單元透過第一光電感測裝置以及第二光電感測裝置分別對前端雷射光源(例如藍光雷射)或後端螢光進行監控，其監控流程如下所述。
於流程601-603，處理單元進行監控，以持續對第一光電感測裝置以及第二光電感測裝置所回傳之第一感測訊號以及第二感測訊號進行監控。簡言之，比對第一感測訊號是否低於第一閾值(但仍須高於前面所激發之能量)，以確定前端之雷射光源以及次耦光元件是否發生異常情況，另外，比對第二感測訊號是否低於第二閾值，以確定主耦光元件之過光效率是否正常。
若於流程602和603皆正常，則進到流程604，亦即若比對第一感測訊號以及第二感測訊號皆無異常時，確認雷射光源及各耦光元件俱正常運作。反之，於流程605-606，於檢測前端之藍光發生異常情況時，例如能量降低、功率不穩定或出現反打現象，此時先停止系統運作，且依據第一光電感測裝置以及第二光電感測裝置之感測訊息查找問題處，並找出有異常之部件，以進行雷射光源以及次耦光元件之維修，以於問題排除後，回送正確狀態至處理單元，使系統持續運作。
另外，於流程607-608，於檢測後端之螢光發生異常情況時，例如前端匯入之雷射之光束發生能量異常，則先停止系統運作，且依據第一光電感測裝置以及第二光電感測裝置之感測訊息查找問題處，並找出有異常之模組，以進行後端檢測，即檢測主耦光元件之過光效率是否異常，於排除問題後，回送正確狀態至處理單元，使系統持續運作。
綜上所述，本發明之光電感測裝置係利用具有複數濾波塗層之濾波元件濾出450nm以及530nm之檢測光束，再以感測電路進行感測，以達到雙波段感測之效果，而具有前述之光電感測裝置之光電感測系統及其方法，係透過於次耦光元件以及摻鉺光纖處分別設置第一光電感測元件及第二光電感測元件，以分別進行450nm以及530nm之雙波段檢測，進而提供即時監控之目的；再者，本發明更提供除錯之方法，使維修人員可快速找出產生問題之處，以盡速達到問題排除之效果。
上述實施例僅為例示性說明，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍係由本發明所附之申請專利範圍所定義，只要不影響本發明之效果及實施目的，應涵蓋於此公開技術內容中。
1:光電感測裝置
11:擴散膜
12:濾波元件
121:濾波塗層
122:光學基板
13:感測電路
3:光電感測系統
31:次耦光元件
311:檢測部
32:主耦光元件
33:摻鉺光纖
34:第一光電感測裝置
35:第二光電感測裝置
36:雷射光源
501-506:流程
601-608:流程
S401-S406:步驟
圖1係本發明之光電感測裝置之立體結構分解圖。
圖2係本發明之光電感測裝置之側視圖。
圖3係本發明之光電感測系統之架構圖。
圖4係本發明之光電感測方法之步驟圖。
圖5係本發明之光電感測方法之除錯流程圖。
圖6係本發明之光電感測方法之檢測流程圖。
3:光電感測系統
31:次耦光元件
311:檢測部
32:主耦光元件
33:摻鉺光纖
34:第一光電感測裝置
35:第二光電感測裝置
36:雷射光源
Claims (17)
- 一種光電感測系統，係包括：至少一次耦光元件，係用以接收複數入射光，以耦合成至少一第一耦合光；主耦光元件，其一端連接該至少一次耦光元件且接收該第一耦合光，以耦合成第二耦合光；摻鉺光纖，係連接該主耦光元件之另一端，以供該第二耦合光通過而使部分該第二耦合光形成螢光；至少一第一光電感測裝置，係對應設置於該至少一次耦光元件處，用以檢測該第一耦合光以產生第一感測訊號；以及第二光電感測裝置，係設置於該摻鉺光纖處，用以檢測該螢光以產生第二感測訊號，其中，該第一感測訊號以及該第二感測訊號係分別用於判斷該第一耦合光以及該第二耦合光之狀態。
- 如請求項1所述之光電感測系統，復包括儲存有第一閾值以及第二閾值且連接該至少一第一光電感測裝置以及該第二光電感測裝置之處理單元，該處理單元分別比對該第一感測訊號與該第一閾值以及該第二感測訊號與該第二閾值，以判斷該第一耦合光以及該第二耦合光之狀態。
- 如請求項1所述之光電感測系統，復包括用以產生該複數入射光之複數雷射光源。
- 如請求項1所述之光電感測系統，其中，該至少一第一光電感測裝置係分別包括：擴散膜，係用以均勻化該第一耦合光； 濾波元件，係具有複數濾波塗層，用以自該第一耦合光濾出第一檢測光束；以及感測電路，係用以將該第一檢測光束轉換成該第一感測訊號。
- 如請求項1所述之光電感測系統，其中，該第二光電感測裝置係包括：擴散膜，係用以均勻化該螢光；濾波元件，係具有複數濾波塗層，用以自該螢光濾出第二檢測光束；以及感測電路，係用以將該第二檢測光束轉換成該第二感測訊號。
- 如請求項1所述之光電感測系統，其中，該至少一第一光電感測裝置係自該第一耦合光中濾出波長為450奈米(nm)之檢測光束。
- 如請求項1所述之光電感測系統，其中，該第二光電感測裝置係自該螢光中濾出波長為530奈米(nm)之檢測光束。
- 一種光電感測方法，係包括：設置至少一次耦光元件，以接收複數入射光並耦合成至少一第一耦合光；設置連接該至少一次耦光元件之主耦光元件，以接收並耦合該第一耦合光而形成第二耦合光；設置連接該主耦光元件以供該第二耦合光通過之摻鉺光纖，以使部分該第二耦合光形成螢光；於該至少一次耦光元件處設置至少一第一光電感測裝置，以檢測該第一耦合光而產生第一感測訊號；於該摻鉺光纖處設置第二光電感測裝置，用以檢測該螢光以產生第二感測訊號；以及 透過該第一感測訊號以及該第二感測訊號，判斷該第一耦合光以及該第二耦合光之狀態。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，判斷該第一耦合光以及該第二耦合光之狀態之步驟係包括：設置儲存有第一閾值以及第二閾值且連接該至少一第一光電感測裝置以及該第二光電感測裝置之處理單元，分別透過比對該第一感測訊號與該第一閾值以及該第二感測訊號與該第二閾值，以判斷該第一耦合光以及該第二耦合光之狀態。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，該複數入射光係來自複數雷射光源。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，於判斷該第一耦合光以及該第二耦合光皆為減弱狀態時，執行該複數入射光之功率的確認。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，於該第二耦合光為減弱狀態且該第一耦合光為正常狀態時，執行該主耦光元件之過光效率的檢測。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，於該第二耦合光為減弱狀態且該第一耦合光為增強狀態時，執行該至少一次耦光元件之過光效率或該第二耦合光是否出現反射的確認。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，該至少一第一光電感測裝置係包括用以均勻化該第一耦合光之擴散膜，具有複數濾波塗層以自該第一耦合光濾出第一檢測光束之濾波元件，以及用以將該第一檢測光束轉換成該第一感測訊號之感測電路。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，該第二光電感測裝置係包括用以均勻化該螢光之擴散膜，具有複數濾波塗層以自該螢光濾出第二檢 測光束之濾波元件，以及用以將該第二檢測光束轉換成該第二感測訊號之感測電路。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，該至少一第一光電感測裝置係自該第一耦合光中濾出波長為450nm之檢測光束。
- 如請求項8所述之光電感測方法，其中，該第二光電感測裝置係自該螢光中濾出波長為530nm之檢測光束。
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| US5581075A (en) * | 1993-10-06 | 1996-12-03 | Nikon Corporation | Multi-beam scanning projection exposure apparatus and method with beam monitoring and control for uniform exposure of large area |
| US6816803B1 (en) * | 2000-06-02 | 2004-11-09 | Exactus, Inc. | Method of optical pyrometry that is independent of emissivity and radiation transmission losses |
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-
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- 2021-12-16 CN CN202111545617.8A patent/CN116165178A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| TW201531674A (zh) * | 2014-01-31 | 2015-08-16 | Jds Uniphase Corp | 光學濾波器及光譜儀 |
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