多波長激光器波長切換自動控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動控制系統，特別是一種激光器的波長切換自動控制系統。
【背景技術】
[0002]早期激光熔覆系統中使用的光源采用CO2激光器，但由于CO2激光器本身的局限性，漿料對其吸收率低，且加工的精度低，適應性差，操作不便，限制了 CO2激光熔覆的應用。
[0003]目前激光微熔覆設備主要是基于單一波長1064nm近紅外激光實現的，其輸出波長比CO2激光波長小一個數量級，因而使其與金屬的耦合效率高、加工性能更好。這種近紅外激光的加工機理是將光能轉變為熱能，使物質熔化和凝結的方式實現微熔覆的過程，這種波長激光主要用于光吸收率高的金屬基板的熔覆工藝研究。而對于那些硬度高、脆性大的非金屬材料，如硅片、砷化鎵片、碳化硅片、陶瓷、玻璃等基板材料，對紅外波長激光吸收率很低，則需要更短波長的綠光實現微熔覆的過程。波長越短，激光的光子能量越高，短波長激光適用于硬脆材料的熔覆布線。
[0004]材料的吸收率與生產效率密切相關，在激光器功率一定的前提下，采用更短波長激光會大大提高材料的效率。而且短波長激光將物質分離成原子的過程是一個光化學作用的“冷”過程，對加工區域周邊幾乎無熱損傷，可獲得極高的加工質量和加工尺寸精度，在加工精度和加工質量要求更高場合具有重要的應用。
[0005]因此，如果有一臺熔覆布線設備可以根據加工材料和精度要求的不同，選取相應波長的激光，同時滿足不同場合的應用需求，將會大大提高這種設備應用的靈活性，并拓寬這種設備的應用領域。目前存在的波長切換系統為手動切換，如果存在一種可以根據加工材料自動切換波長的控制系統，將會大大提高操作的便利性。
【實用新型內容】
[0006]實用新型目的:針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種激光器波長切換的自動控制系統，可以根據加工材料的特性，自動選擇不同的波長輸出。
[0007]技術方案:一種多波長激光器波長切換自動控制系統，包括光電探測器、光電信號轉換器、控制芯片、控制電機，所述光電探測器安裝在激光加工頭上，所述光電信號轉換器將光信號轉換為電信號，所述控制芯片上記載有不同材料的理論返回光電信號值，所述控制電機與激光器光學器件相連。
[0008]所述控制電機有若干個，分別與不同的光學器件相連。
[0009]所述控制芯片為單片機。
[0010]本實用新型原理是:激光器向加工件發射一固定功率的激光，該激光遇到加工件后，部分反射，返回光被光電探測器所接收，電信號轉換器將返回光的光信號轉換為電信號，控制芯片將電信號與已記載的理論返回光電信號值進行比較，找出與電信號最相近的材料，控制電機根據該材料控制光學器件輸出相對應的波長。
[0011]有益效果:與現有技術相比，本實用新型的優點是操作方便，結構相對精簡，能夠有效實現激光器根據不同材料對波長的自動選擇和切換，靈活性強，對激光熔覆設備的拓寬應用奠定了基礎。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型系統結構原理圖；
[0013]圖2為本實用新型結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0015]如附圖1、2所示，一種多波長激光器波長切換自動控制系統，包括光電探測器1、光電信號轉換器2、控制芯片3、控制電機4。
[0016]光電探測器I安裝在激光加工頭5上。激光加工頭5向加工件6發射一固定功率的激光，該激光遇到加工件后，有部分會發生反射，形成返回光，光電探測器用來探測該返回光的能量。
[0017]光電信號轉換器2將光信號轉換為電信號。返回光的光信號被光電信號轉換器轉換為電壓信號，其電壓值輸送到控制芯片3中。根據加工件的材料不同，其對激光的反射率不同，所以返回光的能量也就不同，電壓信號的電壓值也不同。
[0018]控制芯片3采用單片機MCU，在MCU的軟件程序中，存儲了不同材料的理論返回光電壓值，程序通過比較，加工件返回光電壓值最接近哪個理論返回光電壓值，就認為加工件為對應的哪種材料，然后通過MCU的輸出引腳，控制相應的控制電機4。
[0019]控制電機4與激光器光學器件相連。控制電機有若干個，分別與不同的光學器件相連。控制電機將合適的輸出鏡片等相關光學器件擺放到相應的位置，此時激光器的光路為輸出對應波長激光的光路，由此實現了根據加工材料自動實現不同激光波長的輸出。
【主權項】
1.一種多波長激光器波長切換自動控制系統，其特征在于:包括光電探測器、光電信號轉換器、控制芯片、控制電機，所述光電探測器安裝在激光加工頭上，所述光電信號轉換器將光信號轉換為電信號，所述控制芯片上記載有不同材料的理論返回光電信號值，所述控制電機與激光器光學器件相連。2.根據權利要求1所述的多波長激光器波長切換自動控制系統，其特征在于:所述控制電機有若干個，分別與不同的光學器件相連。3.根據權利要求1所述的多波長激光器波長切換自動控制系統，其特征在于:所述控制芯片為單片機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種多波長激光器波長切換自動控制系統，包括光電探測器、光電信號轉換器、控制芯片、控制電機，所述光電探測器安裝在激光加工頭上，所述光電信號轉換器將光信號轉換為電信號，所述控制芯片上記載有不同材料理論返回光的電信號值，所述控制電機與激光器光學器件相連。本實用新型的優點是操作方便，結構相對精簡，能夠有效實現激光器根據不同材料對波長的自動選擇和切換，靈活性強，對激光熔覆設備的拓寬應用奠定了基礎。
【IPC分類】G05B19/042, H01S3/10
【公開號】CN204740459
【申請號】CN201520327749
【發明人】吉俊文, 林學春, 陳 峰, 于海娟, 趙樹森, 趙偉芳, 伊肖靜, 南景洋
【申請人】江蘇中科大港激光科技有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年5月20日