一种实现激光输出功率缓升缓降控制的方法技术

一种实现激光输出功率缓升缓降控制的方法，包括一个可调节控制激光能量输出的光闸装置、一个大功率激光能量吸收体（10）、一套光纤耦合器（11），其特征在于：所述的控制电机（1）带动激光反射镜（5）由位置Ⅰ至位置Ⅱ往复运动，由位置Ⅰ至位置Ⅱ过程中控制电机（1）运转的速度可调节激光输出功率变化曲线，实现缓升；由位置Ⅱ至位置Ⅰ过程中控制电机（1）运转的速度可调节激光输出功率下降曲线，实现缓降。本发明专利技术，避免了固体激光器受热弛豫过程影响产生的激光功率过冲现象，能够有效的运用于激光焊接领域的起、收弧工艺及开关光动作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，包括一个可调节控制激光能量输出的光闸装置、一个大功率激光能量吸收体（10）、一套光纤耦合器（11），其特征在于：所述的控制电机（1）带动激光反射镜（5）由位置Ⅰ至位置Ⅱ往复运动，由位置Ⅰ至位置Ⅱ过程中控制电机（1）运转的速度可调节激光输出功率变化曲线，实现缓升；由位置Ⅱ至位置Ⅰ过程中控制电机（1）运转的速度可调节激光输出功率下降曲线，实现缓降。本专利技术，避免了固体激光器受热弛豫过程影响产生的激光功率过冲现象，能够有效的运用于激光焊接领域的起、收弧工艺及开关光动作。【专利说明】
本专利技术属于大功率激光设备领域，涉及激光器的开关光切换及功率缓升缓降控制的方法。
技术介绍
激光器在应用过程中，经常需要进行激光的发射与停止操作，特别是在焊接领域，激光停止时激光能够被内部吸收掉，在发射与停止的过程中需要实现激光功率的缓升缓降，这就需要在激光器中安装光闸装置。 激光功率的缓升缓降目前有电子光闸控制实现，电子光闸通过控制输入电功率来实现输出光功率的控制。在固体激光器中特别是棒状激光器因其明显的热弛豫效应，利用控制电流来控制输出功率的缓升缓降，将导致激光输出功率过冲现象，使激光加工工艺受到影响，特别是将影响激光焊接起止位置的焊接质量，出现凹坑现象。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术的目的在于提供，是一种利用镜片切割光斑控制激光功率变化而不改变输出光斑形状的激光能量输出控制方式，而不需要改变激光器自身激光能量的大小。避免了固体激光器自身激光功率在短时间内急速变化因热效应产生的不稳定因素。能够有效的运用于激光焊接领域的起、收弧工艺，及开关光动作。 本专利技术的技术方案是通过以下方式实现的:，包括一个可调节控制激光能量输出的光闸装置、一个大功率激光能量吸收体、一套光纤耦合器，所述的光闸装置由电机、激光反射镜、紧固螺柱、镜架调整座、镜架安装底座和电机固定架组成，所述的镜架调整座和镜架安装底座安装在电机的轴上，所述的激光反射镜安装在所述的镜架调整座上，调节镜架调整座使激光反射镜所在面与轴垂直，保证电机转动时激光反射镜在一个面内运动；电机安装于电机固定架上，电机固定架上设有限位开关I和限位开关II，即位置I和位置II，用于限制及指示激光反射镜位置，其特征在于:所述的控制电机带动激光反射镜由位置I至位置II往复运动，由位置I至位置II过程中激光一部分经发射进入耦合装置输出一部分入射吸收体中，此时激光反射镜的反射激光光斑的面积决定激光出射功率的大小；由位置I至位置II过程中控制电机运转的速度可调节激光输出功率变化曲线，实现缓升；由位置Π至位置I过程中控制电机运转的速度可调节激光输出功率下降曲线，实现缓降。 所述的镜架调整座上等分的排列有三个紧固螺柱，每个紧固螺柱上均设有螺纹副及弹簧并将镜架调整座与镜架安装座固定，紧固螺柱用来锁死螺纹副。 所述的激光反射镜为棱形，安装于镜架调整座上，镜边的延长线交于电机的轴心，保证在转动过程中镜片边缘同时切光，便于控制运动周期和时间。 本专利技术，利用反射镜切割光斑来控制功率能量，可以有效的避免不稳定因素，实现功率的稳定缓升缓降。电机的运动位置与时间可以利用驱动器精准控制激光能量缓升缓降时间。它为激光器功率缓升缓降的控制提供了一种不需要改变激光器自身激光能量大小的可能。避免了固体激光器自身激光功率在短时间内急速变化因热效应产生的不稳定因素。能够有效的运用于激光焊接领域的起、收弧工艺，及开关光动作。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的光闸装置结构三维图。 图2是本专利技术在关闭状态位置示意图。 图3是图2应用在光闸装置中关闭状态位置示意图。 图4是本专利技术在运动状态示意图。 图5是图4应用在光闸装置中运动状态示意图。 图6是本专利技术在开启状态位置示意图。 图7是图6应用在光闸装置开启状态位置示意图。 图中:1电机、2限位开关1、3限位开关I1、4激光光束、5激光反射镜片、6紧固螺柱、7镜架调整座、8镜架安装底座、9电机固定架、10吸收体、11光束耦合器、12螺纹副。 【具体实施方式】 ，包括一个可调节控制激光能量输出的光闸装置、一个大功率激光能量吸收体10、一套光纤耦合器11，所述的光闸装置由电机1、激光反射镜5、紧固螺柱6、镜架调整座7、镜架安装底座8和电机固定架9组成，所述的镜架调整座7和镜架安装底座8安装在电机(I)的轴上，所述的激光反射镜(5)安装在所述的镜架调整座(7)上，调节镜架调整座(7)使激光反射镜(5)所在面与轴垂直，保证电机(I)转动时激光反射镜(5)在一个面内运动。控制电机(I)带动运动使激光反射镜5由位置I(图1不挡光)至位置2 (图3完全挡光)往复运动。由位置I至位置2过程中激光一部分经发射进入耦合装置输出一部分入射吸收体中，此时镜片反射激光光斑的面积决定激光出射功率的大小。由位置I至位置2过程中控制电机运转的速度可调节激光输出功率变化曲线，实现缓升。同理由位置2至位置I过程中控制电机运转速度可调节激光输出功率下降曲线，实现缓降。激光反射镜(5)由位置I (图1)运动至位置2 (图3)，又由位置2 (图3)运动至位置I (图1)。此过程为一完整的功率缓升缓降开关光过程。此过程中进入耦合器经光纤传输输出的激光经准直光路后光斑为完整光斑。 由图1知，可调节控制激光能量输出的光闸装置，由电机1、镜架调整座7、镜架安装底座8、电机固定架9组成，所述的电机I安装于电机固定架9上，电机I的输出轴上固定有镜架安装座8，镜架调整座7利用三颗螺纹副12及弹簧固定于镜架安装座8上，紧固螺柱6用来锁死螺纹副12，所述的镜架调整座7上设有激光反射镜5，调节镜架调整座7使激光反射镜片5所在面与电机I的输出轴垂直，电机I转动带动激光反射镜5运动，实现对激光光束4的阻挡反射与通过控制。所述的紧固螺柱6等分的排列在镜架调整座7的圆周上，每个紧固螺柱6上均设有内螺纹。所述的电机固定架9上设有限位开关I 2和限位开关II 3，用于限制及指示激光反射镜5位置，标示激光开、关状态，激光反射镜5由限位开关 I2位置I运动至限位开关II 3位置II，又由位置II运动至位置I，为一完整的功率缓升缓降开关光过程。所述的激光反射镜5为棱形，安装于镜架调整座7上，镜边的延长线交于电机轴心，保证在转动过程中镜片边缘同时切光，便于控制运动周期时间。 由图2、图3知，是本专利技术应用在光闸装置中关闭状态位置示意图。当需要关闭光闸装置取消激光时，电机I带动激光反射镜5由限位开关II 3运动至限位开关I 2处。限位开关I 2监测到位信号，激光光束4入射到吸收体10中。 由图4、图5知，是本专利技术应用在光闸装置中运动状态示意图。当激光处于输出或关闭过程中的时候激光光束与激光反射镜5位置所示，激光光束4部分进入吸收体10中，部分反射进入光束耦合器11中。此时限位开关I 2和限位开关II 3—起指示激光反射镜5处于动作状态。 图6、图7知，是本专利技术应用在光闸装置开启状态位置示意图。大功率激光，激光反射镜5安于电机I上与大功率激光成45度夹角，吸收体10放置在大功率激光入射光路上，光束耦合器11放在大功率激光经过激光反射镜5反射后的光路上。当需要开启光闸装置输出激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现激光输出功率缓升缓降控制的方法，包括一个可调节控制激光能量输出的光闸装置、一个大功率激光能量吸收体（10）、一套光纤耦合器（11），所述的光闸装置由电机（1）、激光反射镜（5）、紧固螺柱（6）、镜架调整座（7）、镜架安装底座（8）和电机固定架（9）组成，所述的镜架调整座（7）和镜架安装底座（8）安装在电机（1）的轴上，所述的激光反射镜（5）安装在所述的镜架调整座（7）上，调节镜架调整座（7）使激光反射镜（5）所在面与轴垂直，保证电机（1）转动时激光反射镜（5）在一个面内运动；电机（1）安装于电机固定架（9）上，电机固定架（9）上设有限位开关Ⅰ（2）和限位开关Ⅱ（3），即位置Ⅰ和位置Ⅱ，用于限制及指示激光反射镜位置，其特征在于：所述的电机（1）带动激光反射镜（5）由位置Ⅰ至位置Ⅱ往复运动，由位置Ⅰ至位置Ⅱ过程中激光一部分经发射进入耦合装置输出一部分入射吸收体（10）中，此时激光反射镜（5）的反射激光光斑的面积决定激光出射功率的大小；由位置Ⅰ至位置Ⅱ过程中控制电机（1）的速度可调节激光输出功率变化曲线，实现缓升时间的控制；由位置Ⅱ至位置Ⅰ过程中控制电机（1）速度可调节激光输出功率下降曲线，实现缓降时间的控制。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：农光壹，俞贤民，郦勤，
申请(专利权)人：江苏中科四象激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32