具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头制造技术

本发明专利技术公开了一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，包括光学系统

【技术实现步骤摘要】
具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头


[0001]本专利技术属于激光加工领域，特别涉及一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头
。

技术介绍

[0002]光纤耦合半导体激光模块最初始的应用是作为光纤激光器的泵源
。
近年来，光纤耦合半导体激光模块开始被直接用于激光加工，以降低激光加工设备成本及提高激光加工质量
。
名称为“风冷手持激光加工头”(
申请号
202110843200.3)
的中国专利给出了一种基于多个光纤耦合半导体激光模块的的手持激光焊接头技术方案，该方案直接将多个光纤耦合半导体激光模块的输出光纤在空间排列，将这些光纤端面的像形成的光斑直接用于焊接
。
这种方案可以大幅降低激光加工设备的成本，提高能量利用效率，改善焊缝质量
。
但是，由于光纤耦合半导体输出模块输出光纤的数值孔径比较大，如果加工过程中回向反射光比较强的话，很容易造成激光模块的损伤
。
手持焊接方案之所以可行，是因为在手持焊接加工中，为了操作方便，焊接头的光轴通常要与加工表面成八十度角，这就使得加工表面的镜面反射光偏离出了光学系统，回向反射光的影响变的很小，可以忽略
。
但是，在实际使用中，假如操作者违反操作规范，使焊接加工中的光轴与加工表面接近垂直，就可能造成激光模块的损伤
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，以克服现有技术中存在的问题，本专利技术通过探测回向反射光，使能量激光开启过程中，光学系统的光轴与加工表面的夹角始终小于预设定值，避免激光模块的损伤
。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，包括光学系统
、
探测光纤
、
接收光纤及至少一根能量光纤；所述探测光纤
、
接收光纤及能量光纤的端面在空间排列，所述光学系统位于所述探测光纤和所述能量光纤的输出光路上；所述探测光纤发出的光的波长与所述能量光纤发出光的波长不同；所述探测光纤发出的经所述光学系统像方物体反射回的光被所述接收光纤接收；当所述接收光纤接收的光强度大于预设定的上阈值时，所述能量光纤禁止出光
。
[0006]进一步地，当所述接收光纤接收的光小于预设定的下阈值时，所述能量光纤禁止出光
。
[0007]进一步地，所述探测光纤发出的光为调制光
。
[0008]进一步地，所述调制光为正弦调制光
。
[0009]一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，包括探测光源
、
接收探测器
、
合波器
、
光学系统及至少一根能量光纤；所述探测光源发出的光波长与所述能量光纤发出的光波长不同；所述探测光源发的光及所述能量光纤发出的光由所述合波器合束输出，所述
光学系统位于所述合波器的输出光路上；所述接收探测器位于所述探测光源旁；所述探测光源发出的经所述光学系统像方物体反射回的光被所述接收探测器接收；当所述接收探测器接收的光大于预设定的上阈值时，所述能量光纤禁止出光
。
[0010]进一步地，当所述接收探测器接收的光小于预设定的下阈值时，所述能量光纤禁止出光
。
[0011]进一步地，所述探测光源为半导体激光器；所述接收探测器为光电探测器
。
[0012]一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，包括探测光源
、
接收探测器
、
探测光发射光学系统
、
能量光发射光学系统
、
合波器
、
汇聚光学系统及至少一根能量光纤；所述探测光源发出的光波长与所述能量光纤发出的光波长不同；所述接收探测器位于所述探测光源旁；所述探测光发射光学系统位于所述探测光源的输出光路上；所述能量光发射光学系统位于所述能量光纤的输出光路上；所述合波器将所述探测光发射光学系统输出的光及所述能量光发射光学系统输出的光合束输出，所述汇聚光学系统位于所述合波器的输出光路上；所述探测光源发出的经所述汇聚光学系统像方物体反射回的光被所述接收探测器接收；当所述接收探测器接收的光大于预设定的上阈值时，所述能量光纤禁止出光
。
[0013]进一步地，当所述接收探测器接收的光小于预设定的下阈值时，所述能量光纤禁止出光
。
[0014]进一步地，所述探测光源为半导体激光器；所述接收探测器为光电探测器
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0016]本专利技术根据物体沿照射方向的反射回光随照射角偏离表面垂直方向变大而变小的物理规律，根据回光强度判断角度大小，从而实现了在一定角度下，锁定能量光发射的功能
。
这种具有角度锁定功能的半导体激光焊接头可以避免操作不当对激光焊接设备的损坏，也可以阻止人为的破坏行为；增加了设备的寿命及可靠性
。
[0017]进一步地，本专利技术通过使用调制光进行信号探测，可以大幅提高锁定精度
。
[0018]进一步地，本专利技术通过设置接收信号的下阈值，可以为手持焊接机提供一种保护机制，使当枪头离开加工工作点时，禁止激光器发光，避免造成有意或无意的人身伤害
。
附图说明
[0019]说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
[0020]图1为本专利技术第一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头技术方案的光路示意图
。
[0021]图2为根据本专利技术第二种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头技术方案的一种的实施光路示意图
。
[0022]图3为根据本专利技术第三种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头技术方案的一种的实施光路示意图
。
[0023]图4为一种能量光纤
、
探测光纤及接收光纤的光纤端面排列方式示意图
。
[0024]其中：
NLF
‑
1、NLF
‑
2、NLF
‑
3、NLF
‑
4、NLF
‑
M
分别表示能量光纤；
TCF
表示探测光纤；
JSF
表示接收光纤；
GXXT
表示光学系统；
TCFSXT
表示探测光发射光学系统；
NLFSXT
表示能量光发射光学系统；
HBQ
表示合波器；
HJGXXT
表示汇聚光学系统
。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施例，对本专利技术提出的具有角度锁定功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，其特征在于，包括光学系统
、
探测光纤
、
接收光纤及至少一根能量光纤；所述探测光纤
、
接收光纤及能量光纤的端面在空间排列，所述光学系统位于所述探测光纤和所述能量光纤的输出光路上；所述探测光纤发出的光的波长与所述能量光纤发出光的波长不同；所述探测光纤发出的经所述光学系统像方物体反射回的光被所述接收光纤接收；当所述接收光纤接收的光强度大于预设定的上阈值时，所述能量光纤禁止出光
。2.
根据权利要求1所述的一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，其特征在于，当所述接收光纤接收的光小于预设定的下阈值时，所述能量光纤禁止出光
。3.
根据权利要求1所述的一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，其特征在于，所述探测光纤发出的光为调制光
。4.
根据权利要求3所述的一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，其特征在于，所述调制光为正弦调制光
。5.
一种具有角度锁定功能的手持半导体激光焊接头，其特征在于，包括探测光源
、
接收探测器
、
合波器
、
光学系统及至少一根能量光纤；所述探测光源发出的光波长与所述能量光纤发出的光波长不同；所述探测光源发的光及所述能量光纤发出的光由所述合波器合束输出，所述光学系统位于所述合波器的输出光路上；所述接收探测器位于所述探测光源旁；所述探测光源发出的经所述光学系统像方物体反射回的光被所述接收探测器接收；当所述接收探测器接收的光大于预设定的上阈值时，所述能量光纤禁...

【专利技术属性】
技术研发人员：方强，方笑尘，
申请(专利权)人：方强，
类型：发明
国别省市：