用于确定激光器模块和激光器单元的退化和／或效率的方法技术

一种用于确定激光器单元（２、３）的激光器模块的退化和／或效率的方法，其中所述激光器单元具有多个串联的激光器模块（４至７），每个激光器模块（４至７）并联有旁路结构（１０至１３），相关的激光器模块（４至７）能够借助于所述旁路结构被桥接，其特征在于，该方法包括以下步骤：ａ．针对第一数量的激光器模块（４至７）确定第一激光功率；ｂ．开启第一数量的激光器模块（４至７）中的至少一个激光器模块（４至７）的旁路结构（１０至１３），以使得至少一个激光器模块（４至７）被旁路；ｃ．针对第二数量的激光器模块（４至７）确定第二激光功率，第二数量等于没有旁路的激光器模块时的第一数量；ｄ．确定第一激光功率与第二激光功率之差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于确定激光器模块结构的激光器模块的退化和/或效率的方法，其中所述激光器结构包括多个激光器模块，各所述激光器模块串联，每个激光器与一旁路结构并联，相关激光器模块能够借助于所述旁路结构被旁路。此外，本专利技术涉及具有电源的激光器单元，多个彼此串联的激光器模块连接至所述电源，每个激光器模块包括至少一个激光二极管和与每个激光器模块相关联的能够控制的旁路结构。
技术介绍
为了实现高功率输出级别，激光器模块必须供应大电流。因此，有利的是将激光器模块串联至电源。电流因此针对所有激光器模块是相同的。电压是累加的。串联的不足之处在于，在一个模块失效时，其它模块也同时失效。然而，激光器模块不仅会完全失效，它们的功率由于退化也能够降低到必须被更换的程度。因此，有利的是测量各个模块的光功率，以便确定必须更换哪些模块。为此目的，大体上为各个激光器模块提供电流、电压、温度和冷却水通量测量装置，以便借助于计算来确定光功率，其中所述光功率等于电功率减去热功率。因此可以以多少精确的方式确定激光器模块的退化。然而，电和热功率测量是成本非常高的。然而，如果这些测量装置出于成本的原因不被制造的话，则不再能够以简单的方式确定各个激光器模块的退化。然后，激光器模块必须通过实验的方式被替换，以便外部测量旧的模块。另外，这将是耗时的和成本高的。由专利公开文献EP1481453B1可知一种二极管激光器结构，在该二极管激光器结构中，串联的二极管激光器分别电学并联有一旁路结构，其中所述旁路结构正常处于高阻(highly resistive)状态并且在该二极管激光器的高阻缺陷的情况中以低阻(weakly resistive)的方式将与其并联的二极管激光器旁路。进一步设置成选择数量的二极管激光器被短路，以便在一个或多个二极管激光器失效的情况中通过打开旁路结构而将相应数量的这些短路的二极管相连。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方法和激光器装置，由此，各个激光器模块的退化或效率能够以成本高效的方式被确定。该目的由
技术介绍
中所提到类型的方法实现，该方法步骤为a.针对第一数量的激光器模块确定第一激光功率；b.开启第一数量的激光器模块中的至少一个激光器模块的旁路结构，以使得至少一个激光器模块被旁路； C.针对第二数量的激光器模块确定第二激光功率，第二数量等于没有旁路的激光器模块时的第一数量；d.确定第一激光功率与第二激光功率之差。显而易见的是，这些方法步骤不必以上述提出的次序执行。例如，还可以首先针对较少数量的串联的激光器模块确立/记录激光功率，然后开启一直由旁路结构旁路的另一个激光器模块，并且随后针对该较多数量的激光器模块确定激光功率，并且随后确立二者之差。由于针对激光功率确定中的一个而言激光模块或激光模块组被旁路，所以与在通过与这些激光器模块不被旁路时确立的激光功率进行比较可以确定激光器模块的效率或退化。退化因此可以唯一地基于激光功率测量被确定，而与温度或电功率测量无关。激光功率测量可以例如以光学的方式实现。如上所述，根据该方法的一个改型，可以通过激光功率之差来确定旁路的激光器模块的退化和/或效率。特别有利的是，各个激光器模块一个接一个地被旁路并且激光功率被测量。因此， 针对激光器单元的所有激光器模块获得数据。每个激光器模块的退化可以迅速地被识别， 并且如果必要的话可以替代相应的激光器模块。激光功率的降低可以针对每个旁路的激光器模块确立，并且由此可以确立激光器模块的退化和/或效率。根据一个方法改型，可以设置成每个激光器模块的退化和/或效率以预定的间隔被自动地确立。例如，可以旁路每个激光器模块，从而每两百个操作小时确定激光功率。可选地或附加地，可以设置成每个激光器模块的退化和/或效率在使用者初始化时被确立。传统地在任何情况中，针对激光功率调整连续地确立激光功率。如果由此可以看出激光功率降低，则这表明至少一个激光器模块的效率降低。为了识别出该激光器模块， 可以手动地确定激光器模块的退化。还可以在功率损失的情况下自动地确立激光器模块的退化和/或效率。该过程优选在操作停机时开始。进一步有利的是，针对每个激光器模块的寿命期记录其退化和/或效率。因此可以确立统计数据。本专利技术还涉及
技术介绍
所述类型的激光器单元，其设有控制装置，经由所述控制装置能够控制旁路结构，以便选择性旁路激光器模块。因而可以选择性旁路一个激光器模块或多个激光器模块，从而确立该激光器模块的退化和/或效率。根据本专利技术的一种结构，可以设置成至少一个旁路模块具有微控制器。微控制器能够连接至电源和控制装置。旁路结构能够由微控制器控制。具体地，微控制器可以具有数据存储器。可以经由微控制器识别旁路结构。至少一个旁路模块可以具有光耦合器或脉冲发射机，以便控制与激光器模块并联的开关元件。开关元件例如可以是晶闸管或包括晶闸管。还可以考虑其它半导体开关例如 M0SFET、双极晶体管等作为开关元件或开关元件的器件。由于光耦合器的采用，所以电独立的控制是可行的。根据特别优选的结构，可以设置成至少一个旁路模块具有检测器，以便确立相关的激光器模块的故障。如果检测器识别出激光器模块的故障，则旁路结构可以以选择性的方式被控制，以便激光器模块被旁路并且激光器单元仍运行。为了目的可以采用同一检测器或者可以设置可选的检测器，以便记录相关的激光器模块的旁路。控制装置可以在激光器控制与调节系统内集成。具有根据本专利技术的激光器单元的激光器也落入本专利技术的范围中。本专利技术的其它特征和优点将参照附图通过本专利技术的实施例的以下详细说明并通过权利要求书而清楚，其中所述附图示出了本专利技术的重要细节。所示的特征并不必理解为成比例的，并且以根据本专利技术的具体特征能够清楚可见的方式被示出。各种不同的特征在本专利技术的改型中能够单独地或任意组合地一起实现。附图说明本专利技术的实施例以示意性附图说明并且在随后的说明中更加详细地解释。图1是具有两个激光器单元的盘激光器的示意图。图2是具有两个激光器单元的二极管激光器的示意图。图3是旁路结构的示意图。具体实施例方式图1示出了激光器1，其中所述激光器1被构造为盘激光器(disc laser)并且包括两个激光器单元2、3。激光器单元2、3以相同的方式被构造，从而以下仅仅说明激光器单元2。在该实施例中，激光器单元2具有四个激光器模块4至7，其中所述四个激光器模块串联，每个激光器模块4至7具有一个或多个串联的激光器二极管8。各激光器模块4至 7连接至一共同的电源9，从而相同的电流流经所有激光器模块4至7。跨过各激光器模块 4至7的压降可以是不同的。旁路结构10至13与每个激光器模块4至7相关联，在开关元件14至17以导电的方式被连接时，相关的激光器模块4至7能够借助于所述旁路结构被旁路。每个旁路结构10至13具有微控制器18至21。激光器单元2的微控制器18至21 连接至一控制装置22，其中所述控制装置22是激光器控制与调节系统23的一体部件。各微控制器18至21能够如图所示并联地或彼此串联地连接至控制装置22。激光器单元2、3在该实施例中用作为泵浦单元(bump unit)，激光器模块4至7用作为泵浦模块(bump module) 0由于激光器模块4至7，所以产生泵浦光(bump light)，其由箭头25至观表示。泵浦光激发本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于确定激光器单元（２、３）的激光器模块（４至７）的退化和／或效率的方法，其中所述激光器单元具有多个串联的激光器模块（４至７），每个激光器模块（４至７）并联有旁路结构（１０至１３），相关的激光器模块（４至７）能够借助于所述旁路结构被桥接，其特征在于，该方法包括以下步骤：ａ．针对第一数量的激光器模块（４至７）确定第一激光功率；ｂ．开启第一数量的激光器模块（４至７）中的至少一个激光器模块（４至７）的旁路结构（１０至１３），以使得至少一个激光器模块（４至７）被旁路；ｃ．针对第二数量的激光器模块（４至７）确定第二激光功率，第二数量等于没有旁路的激光器模块时的第一数量；ｄ．确定第一激光功率与第二激光功率之差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·K·诺特海斯，
申请(专利权)人：通快激光两合公司，
类型：发明
国别省市：DE