【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种兼容反射镜耦合与vbg锁波的系统及工作方法，属于半导体激光器封装。
技术介绍
1、近年来，随着半导体激光技术的日臻完善和半导体激光器件性能的大幅改进，高功率全固态激光器(特指由半导体激光器泵浦的固体激光器)获得了飞速发展，特别在输出功率和光束质量方面。高功率固体激光器具有体积小、效率高、寿命长、覆盖波段长，坚固耐用、激光加工方式多样、使用方便、输出功率大等多种优点，广泛应用于科学研究、工业加工、军事领域。在工业领域，除了传统的激光打标、划线、切割、钻孔、材料去除、表面处理及特殊材料加工等应用外，近年来增加制造、新型显示、uv激光标识等新技术的发展进一步拓宽了固体激光的应用领域。这个特性尤其对高功率固体激光器意义重大。但是，nd:yvo4晶体在该波段的吸收谱宽较窄，需要对泵浦源进行波长锁定以减小温度对波长的影响。
2、为了解决半导体激光器波长锁定及线宽窄化这个问题，越来越多的研发采用反射式体布拉格光栅(r-vbg)，其降低了光栅对环境温度和震动的敏感性，在高功率半导体激光的波长稳定和线宽压缩取得了显著效果。基于体布拉格光栅的角度和波长选择性，激光阵列外腔中每个单元发出的光波被选择反馈回相邻单元从而实现了激光器阵列外腔锁相，光谱宽度被压缩为原有的十分之一，对应的远场发散角在1.5mrad以下，极大地提高了光束输出质量和稳定性，因而得到广泛应用。
3、半导体激光器包含激光器芯片、vbg光栅、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、反射镜等部件，vbg光栅和反射镜需要在封装过程中进行调整，优化质量参数，而现
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种兼容反射镜耦合与vbg锁波的系统，使用工作电流驱动高功率光纤耦合激光器进行反射镜耦合，使反射镜耦合位置角度调节至最优，耦合功率最大，同时将vbg光栅位置角度调节至最佳，使核心光束质量参数趋近最高标准。
2、本专利技术还提供上述兼容反射镜耦合与vbg锁波的系统的工作方法。
3、本专利技术的技术方案如下：
4、一种兼容反射镜耦合与vbg锁波的系统，包括光学平台、工控机、直流电源、光束检测系统、运动控制系统、水冷系统和uv光固化系统，其中，
5、光学平台上一侧设置有运动控制系统，运动控制系统上设置有水冷系统，水冷系统一侧的光学平台上设置有uv光固化系统，运动控制系统一侧设置有光束检测系统，光学平台下侧设置有直流电源和工控机，直流电源、光束检测系统、运动控制系统和uv光固化系统均连接至工控机。
6、优选的，光束检测系统包括积分球、支架、光电功率计、光谱仪和光纤适配器，积分球通过支架设置于光学平台，积分球输入端上设置有光纤适配器，积分球2个输出端分别连接有光电功率计和光谱仪，光谱仪和光电功率计连接有工控机。积分球用于接收激光器的光纤输出端发射的激光，激光在积分球和光纤内部经过多次反射后均匀地散射在积分球内部，使用积分球和光纤来测量光通量时，测量结果更为可靠，积分球和光纤可降低并除去由光的形状、发散角度、强度过饱和及光电功率计上不同位置的响应度差异所造成地测量误差，然后通过工控机实现有效功率及光谱数据的读取、记录和存储。
7、优选的，运动控制系统包括运动控制器、龙门架、直线滑轨、双轴运动平台、三角度调节机构和吸嘴，光学平台上设置有龙门架、龙门架上竖向设置有直线滑轨，直线滑轨上设置有三角度调节机构，三角度调节机构为三角度轴，包括roll、yaw、pitch3个角度轴，三角度调节机构上设置有吸嘴，吸嘴外接有真空泵，三角度调节机构下侧设置有双轴运动平台，双轴运动平台上通过底座设置有水冷系统，直线滑轨、双轴运动平台和三角度调节机构均连接至运动控制器。直线滑轨带动吸嘴进行z轴运动调节，双轴运动平台可配合吸嘴实现xy轴方向的运动调节。
8、优选的，水冷系统包括水冷板和水冷机，水冷板设置于双轴运动平台上侧，水冷板为长方形金属板，水冷板内设置有供回水管路，供回水管路连接有水冷机，通过供回水管路内的冷却水流动实现水冷金属板的冷却，进而完成激光器的散热。
9、优选的，uv光固化系统包括uv灯和光导管，uv灯设置于光学平台上，连接uv灯的光导管固定于吸嘴上方两侧，与吸嘴同步运动，相对位置保持不变。
10、上述兼容反射镜耦合与vbg锁波的系统的工作方法，步骤如下：
11、(1)水冷板通入水冷机的循环冷却水，将激光器固定于水冷板上，完全接触；
12、(2)将激光器的光纤输出端插入积分球输入端；
13、(3)将直流电源的输出端连接至激光器的加电针正负极；
14、(4)使用工控机控制直流电源以斜坡模式增加输出电流至工作电流，此时积分球同步接收到激光，光谱仪和光电功率计实时采集读取波长和功率数值；
15、(5)通过运动控制系统的吸嘴运动持续调节激光器单个光路反射镜的耦合位置和角度，确定光电功率计检测数值最大时所对应的反射镜位置和角度，调整反射镜至该位置和角度，进行点胶，然后uv灯照射，将反射镜定位固化，记录存储当前有效功率；
16、(6)通过运动控制系统的吸嘴运动持续调节激光器单个光路vbg光栅的锁波位置和角度，确定光谱仪检测数值最优时所对应的vbg光栅的锁波位置和角度，调整vbg光栅至该锁波位置和角度，进行点胶，然后uv灯照射，将vbg光栅定位固化，记录存储当前光谱数据；
17、(7)保持当前通电状态，重复步骤(5)(6)，直至激光器剩余光路的反射镜耦合及vbg锁波全部完成；
18、(8)工控机控制直流电源自动将输出电流减小至0，然后关闭输出，等待下一个激光器制作。
19、进一步优选的，步骤(5)中，运动控制系统的调节过程为：
20、a、吸嘴先吸取反射镜，然后双轴运动平台进行x轴和y轴方向运动，调整反射镜水平方向位置(此时反射镜位置不动，双轴运动平台带动激光器其它部件运动，以此调节反射镜位置)；
21、b、直线滑轨带动吸嘴进行y轴方向高度微调，实现反射镜高度方向位置调整；
22、c、三角度调节机构通过吸嘴带动反射镜进行roll、yaw、pitch3个方向的角度调整。
23、步骤(6)中vbg光栅的锁波位置和角度调整与反射镜的调整过程相同。
24、本专利技术的有益效果在于：
25、1、本专利技术改变了原有的人工手动模式，vbg光栅等光学元件定位精准可控，核心的光束质量参数有效量化，过程工艺关键参数实时记录存储，形成了统一的质量标准，提升工作效率。
26、2、本专利技术实现了一机多能的目标，提升自动化设备利用率，集成反射镜耦合与vbg锁波两种关键封装工艺。
27、3、本专利技术通过工控机控制直流电源以斜坡模式增加输出电流至激光器工作电流,完成耦合及锁波调节后自动将输出电流减小至0，再关闭输出，有助于保护激光器，避免过冲造成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种兼容反射镜耦合与VBG锁波的系统，其特征在于，包括光学平台、工控机、直流电源、光束检测系统、运动控制系统、水冷系统和UV光固化系统，其中，
2.如权利要求1所述的兼容反射镜耦合与VBG锁波的系统，其特征在于，光束检测系统包括积分球、支架、光电功率计、光谱仪和光纤适配器，积分球通过支架设置于光学平台，积分球输入端上设置有光纤适配器，积分球2个输出端分别连接有光电功率计和光谱仪，光谱仪和光电功率计连接有工控机。
3.如权利要求2所述的兼容反射镜耦合与VBG锁波的系统，其特征在于，运动控制系统包括运动控制器、龙门架、直线滑轨、双轴运动平台、三角度调节机构和吸嘴，光学平台上设置有龙门架、龙门架上竖向设置有直线滑轨，直线滑轨上设置有三角度调节机构，三角度调节机构为三角度轴，包括roll、yaw、pitch3个角度轴，三角度调节机构上设置有吸嘴，吸嘴外接有真空泵，三角度调节机构下侧设置有双轴运动平台，双轴运动平台上通过底座设置有水冷系统，直线滑轨、双轴运动平台和三角度调节机构均连接至运动控制器。
4.如权利要求3所述的兼容反射镜耦合与VBG锁波的系
5.如权利要求4所述的兼容反射镜耦合与VBG锁波的系统，其特征在于，UV光固化系统包括UV灯和光导管，UV灯设置于光学平台上，连接UV灯的光导管固定于吸嘴上方两侧。
6.一种如权利要求5所述的兼容反射镜耦合与VBG锁波的系统的工作方法，其特征在于，步骤如下：
7.如权利要求6所述的兼容反射镜耦合与VBG锁波的系统的工作方法，其特征在于，步骤(5)中，运动控制系统的调节过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种兼容反射镜耦合与vbg锁波的系统，其特征在于，包括光学平台、工控机、直流电源、光束检测系统、运动控制系统、水冷系统和uv光固化系统，其中，
2.如权利要求1所述的兼容反射镜耦合与vbg锁波的系统，其特征在于，光束检测系统包括积分球、支架、光电功率计、光谱仪和光纤适配器，积分球通过支架设置于光学平台，积分球输入端上设置有光纤适配器，积分球2个输出端分别连接有光电功率计和光谱仪，光谱仪和光电功率计连接有工控机。
3.如权利要求2所述的兼容反射镜耦合与vbg锁波的系统，其特征在于，运动控制系统包括运动控制器、龙门架、直线滑轨、双轴运动平台、三角度调节机构和吸嘴，光学平台上设置有龙门架、龙门架上竖向设置有直线滑轨，直线滑轨上设置有三角度调节机构，三角度调节机构为三角度轴，包括roll、yaw、pitch3个角度轴，三角度调节机构上设置有吸嘴，吸...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宝立，秦华兵，
申请(专利权)人：潍坊华光光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。