一种自动聚焦的激光加工系统技术方案

本实用新型专利技术提供的一种自动聚焦的激光加工系统，包括激光光路系统、以及光纤自动聚焦系统；所述光纤自动聚焦系统包括：图像传感器，DSP微处理器/FPGA集成电路，光纤夹持模块，以及运动控制模块。本实用新型专利技术提供的激光加工系统，能够实现光纤自动聚焦，使激光聚焦在光纤上的目标位置。定位精度高、聚焦速度快，并能对不同种类光纤进行加工。不同种类光纤进行加工。不同种类光纤进行加工。

【技术实现步骤摘要】
一种自动聚焦的激光加工系统


[0001]本技术涉及通过激光对光纤进行加工的
，尤其涉及一种自动聚焦的激光加工系统。

技术介绍

[0002]通过激光对光纤进行加工可制备光纤光栅或者微腔。光纤光栅是使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。光纤光栅具有反射带宽范围大、附加损耗小、体积小，易与光纤耦合，可与其它光器件兼容成一体，不受环境尘埃影响等一系列优异性能，且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在制作光纤激光器、光纤通信和传感领域得到了广泛的应用，在光纤通信和传感领域中都是十分重要的器件。
[0003]而采用激光例如飞秒激光写入的方法制作光纤布拉格光栅，可以在所有带有多种涂层的透明光纤、高端特种光纤以及低成本商用光纤上写入光纤布拉格光栅。与传统的相位掩膜板法进行光纤布拉格光栅制作的方法相比，飞秒激光写入制作的光纤布拉格光栅能在极端温度条件下工作，工作温度超过了1000
°
C，并且具有超强的抗拉伸强度，耐腐蚀、耐高温高湿环境等特点。
[0004]现有利用激光制备光纤光栅的方法中，都需要先将待加工的一段光纤设置在运动机构上，再手动调节运动机构的六个轴向，使得激光能聚焦在纤芯正中位置。但是现有的手动聚焦方法，不仅前期准备、调平工作繁琐，而且聚焦的精度差，不利于大规模光纤光栅阵列的制备，妨碍了光纤光栅或微腔传感器在分布式光纤传感领域中的使用。
[0005]另外，在一段光纤加工结束后将下一段光纤移动至加工区域后还要重复整个调平的工作才能进行下一段的制备；此外受限于运动机构的性能以及光学平台的隔振能力，在光纤平移的过程中难以保持绝对地平行，稍有抖动激光便会偏离纤芯正中央，造成损耗增大，一致性降低。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的缺点，本技术提供了一种自动聚焦的激光加工系统。
[0007]本技术所提供的一种自动聚焦的激光加工系统，包括激光光路系统、以及光纤自动聚焦系统；所述光纤自动聚焦系统包括：图像传感器，DSP微处理器/FPGA集成电路，光纤夹持模块，以及运动控制模块。
[0008]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述激光光路系统包括激光器、反射镜、光阑、电控快门、和物镜。
[0009]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述光纤自动聚焦系统还包括光源，所述光源用于在图像传感器获取待加工光纤的图像时提供光照。
[0010]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述光纤自动聚焦系统还包括
照明控制模块，所述照明控制模块包含：光照评价模块和照明光源控制模块。
[0011]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述图像传感器为CCD相机。
[0012]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述DSP微处理器/FPGA集成电路包括灰度均衡模块，滤波模块，边缘提取模块，和偏移量计算模块。
[0013]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述的运动控制模块包含：
[0014]短程运动控制模块，用于在光纤的加工过程中移动光纤的位置；
[0015]长程运动控制模块，用于在一段光纤加工结束后将光纤的下一段移动至系统的加工区域。
[0016]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述短程运动控制模块包括位移平台、及用于控制位移平台的第一控制器；所述长程运动模块包括光纤线轴、驱动电机及第二控制器。
[0017]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述的运动控制模块还包含位置修正模块，用于根据偏移量对光纤移动后的位置进行一个补偿。
[0018]作为本技术提供的激光加工系统的一种改进，所述的运动控制模块还包括旋转运动控制模块。
[0019]本技术具有如下有益效果：
[0020]本技术提供的一种自动聚焦的激光加工系统，具有光纤自动聚焦功能，能够实现激光在光纤的自动聚焦，使激光聚焦在光纤上的目标位置。定位精度高、聚焦速度快，并能对不同种类光纤进行加工。尤其适用于大规模光纤光栅或微腔传感器阵列制备。
附图说明
[0021]图1本技术实施例提供的一种用于激光加工的光纤自动聚焦方法的示意图；
[0022]图2为本技术实施例提供的一种自动聚焦的激光加工系统的结构示意图；
[0023]图3为本技术实施例提供的一种光纤自动聚焦系统的结构示意图；
[0024]图4为本技术实施例提供的一种图像处理模块的示意图；
[0025]图5是图像识别算法定位纤芯的示意图；
[0026]图6为本技术实施例提供的一种光纤自动聚焦系统的路径规划模块的工作步骤示意图；
[0027]图7为本技术实施例提供的一种运动控制模块的结构示意图；
[0028]图8为本技术实施例提供的一种运动控制模块的结构示意图；
[0029]图9为本技术实施例提供的一种运动控制模块的结构示意图。
[0030]附图标注：
[0031]图像获取模块10，图像处理模块20，运动控制模块30，光纤夹持模块40、照明控制模块50，灰度均衡模块21，滤波模块22，边缘提取模块23，偏移量计算模块24，短程运动控制模块32，长程运动控制模块31，位置修正模块33，旋转运动控制模块34，激光器101，电控快门102、反射镜103，物镜104，CCD相机105，光源106，光纤夹具107，位移平台108，第一控制器109，光纤线轴110，第二控制器111，计算机112。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例对本技术进行详细的说明。
[0033]本申请具体实施例提供了一种自动聚焦的激光加工系统，用于对光纤进行激光加工，激光加工系统包括激光光路系统、以及光纤自动聚焦系统。
[0034]其中，如图2所示，激光光路系统包括激光器101、反射镜103、光阑、电控快门102、物镜104。激光器101所提供的激光束用于光纤微加工；激光束经过反射镜103后经过物镜进行聚焦，使激光光束的聚焦点位于光纤上待加工位置处。
[0035]如图3所示，光纤自动聚焦系统包括：图像传感器，图像处理模块20DSP微处理器/FPGA集成电路，光纤夹持模块，以及运动控制模块。
[0036]其中，图像获取模块10用于获取待加工光纤的图像。图像获取模块10包括图像传感器，图像传感器例如为CCD相机105 。
[0037]本申请中，图像处理模块20具体是DSP微处理器或者FPGA集成电路。
[0038]光纤夹持模块40，用于固定光纤。光纤夹持模块40用于在加工和运动的过程中固定光纤。光纤夹持模块40具体包括光纤夹具107。
[0039]运动控制模块30用于驱动光纤移动。
[0040]本申请具体实施例的用于激光加工的光纤自动聚焦系统，如图2所示，还包括光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动聚焦的激光加工系统，其特征在于，包括激光光路系统、以及光纤自动聚焦系统；所述光纤自动聚焦系统包括：图像传感器，DSP微处理器/FPGA集成电路，光纤夹持模块，以及运动控制模块；所述激光光路系统用于使激光光束的聚焦点位于光纤上；所述图像传感器用于获取待加工光纤的图像；所述DSP微处理器/FPGA集成电路用于对所述图像进行处理；所述光纤夹持模块用于固定光纤；所述运动控制模块用于驱动光纤移动。2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光光路系统包括激光器、反射镜、光阑、电控快门、物镜。3.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述光纤自动聚焦系统还包括光源，所述光源用于在图像传感器获取待加工光纤的图像时提供光照。4.根据权利要求3所述的激光加工系统，其特征在于，所述光纤自动聚焦系统还包括照明控制模块，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖珣周，何俊，杜斌，王义平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：