一种激光检测装置及同轴激光功率稳定性检测装置的制作方法

1.本实用新型属于激光检测技术领域，具体为一种激光检测装置及同轴激光功率稳定性检测装置。


背景技术：

2.在激光加工的各种应用中，特别是激光焊接应用，激光器出射功率的稳定性决定了焊接质量的稳定性；激光焊接过程中，激光通过激光器光源产生，通过光纤传输，经由激光头汇聚在焊材表面，使金属溶解气化，在产生的金属蒸汽压力和重力的平衡下，形成稳定的焊接小孔，随后小孔闭合，金属冷却凝固形成焊道；此过程中，如果激光器的功率存在较大波动，就会破坏焊接小孔的平衡状态，影响焊接过程的稳定性，因此，监测激光功率稳定性对激光焊接质量来说有较大意义；申请号为cn2021108641901，名称为一种激光加工检测装置的专利具体公开了通过第一反射镜6将激光发生器3发射的激光反射至所述第一光纤4中，通过红外温度检测器20检测从第一反射镜6透过的热辐射红外光，该发明未对光路中的激光束进行过滤，本实用新型的发明人意识到若光路中存在较多的杂散光或反射光，则会导致激光功率检测不准确。


技术实现要素：

3.本实用新型专利的目的在于提供一种激光检测装置，以解决光路中存在的杂光和激光功率检测不准确的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型专利提供如下技术方案：
5.一种激光检测装置，由激光光纤输出激光束，所述激光束先穿过准直镜组到达反射镜，所述反射镜将所述激光束中的第一部分光束反射至聚焦镜组，经所述聚焦镜组聚焦后，到达焊材表面；所述激光束中的第二部分光束从所述反射镜中穿过后，经过滤光片滤光后，再由光纤直耦合镜组垂直耦合进传输光纤，从所述传输光纤输出的激光进入出射准直镜组，最后到达光电二极管探测器。
6.可选的，第一部分光束在激光束中的占比大于99.8%。
7.可选的，第二部分光束为平行光，所述平行光以水平的方式入射至传输光纤。
8.可选的，平行光经由光纤直耦合镜组水平入射，聚焦于传输光纤的焦平面的光轴上。
9.提供一种同轴激光功率稳定性检测装置，由激光光纤输出激光束，所述激光束先穿过准直镜组到达反射镜，所述反射镜将所述激光束中的第一部分光束反射至聚焦镜组，经所述聚焦镜组聚焦后，到达焊材表面；所述激光束中的第二部分光束从所述反射镜中穿过后，经过滤光片滤光后，再由光纤直耦合镜组垂直耦合进传输光纤，从所述传输光纤输出的激光进入出射准直镜组，最后到达光电二极管探测器，所述激光束为同轴激光束。
10.可选的，第一部分光束在激光束中的占比大于99%。
11.可选的，第二部分光束为平行光，所述平行光以水平的方式入射至传输光纤。
12.可选的，平行光经由光纤直耦合镜组水平入射，聚焦于传输光纤的焦平面的光轴上。
13.本实用新型的有益效果是：第二部分光束经过滤光片滤光后，再由光纤直耦合镜组垂直耦合进传输光纤，可以减少光路中存在的杂光，从而提高激光功率检测的准确性。
附图说明
14.图1为本实用新型光路结构示意图；
15.图2为本实用新型装置局部结构示意图；
16.图3为本实用新型原理示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：参照图1至图3，针对焊接过程中的激光器功率稳定性问题，本实用新型设计了一种消杂光光路，并与光电传感器共同组成一个与激光头同轴的激光功率稳定性的检测装置。
18.具体是，提供以下技术方案：
19.参照图1，激光通过激光光纤1传输，经由qbh接头进入激光头，在激光头内经由出射准直镜组8，转换为平行光，经由反射镜3反射向下传输，经过聚焦镜聚焦在焊材表面10附近进行焊接。由于反射镜3把大部分激光,例如大于99.8%的激光反射用于焊接，通过反射镜3所剩余的激光继续沿着原方向传输，经由滤光片5进一步衰减，进入准直镜组2，把由反射镜3透射过来的焊接激光耦合进传输光纤7中，再由出射准直镜组8放大光斑，最终到达光电二极管探测器9。
20.参照图2，包括滤光片5、准直镜组2、传输光纤7、出射准直镜组8和光电二极管探测器9；
21.参照图3，从上至下分别为情况一、情况二和情况三，此为同轴共焦光路原理说明。附图中分三种情况说明同轴共焦消除杂散光的原理：
22.情况一，平行光水平入射，平行光经由出射准直镜组8水平入射，聚焦于出射准直镜组8的焦平面10的光轴上；光纤入射端面位于光轴与焦平面的交点处，平行入射的激光可以耦合进传输光纤7；
23.情况二，平行光经由出射准直镜组8入射，由于具有一定的入射角度，即平行光与光轴之间具有一定的夹角，聚焦点位于出射准直镜组8的焦平面10上，但不位于光轴11上；不能耦合进传输光纤7；
24.情况三，经由激光头内壁机械结构漫反射的焊接辐射光大部分为非平行光。非平行光经由准直镜组入射，由于其存在一定角度，故情况三下的聚焦点不位于光轴11上，由于其不为平行光，故情况三下的聚焦点不位于准直镜组的焦平面10上；不能耦合进传输光纤7；
25.由于激光透过反射镜3后剩余的平行激光是本发明所需检测的光源，而焊接时产生的杂光是干扰光源；情况一是需要获取的能体现激光器出光稳定性的光源。可以被检测装置接收；情况二是在焊接点附近按原路返回的杂散光源。由于其返回路径的角度与所需
光源几乎垂直，经由激光头内壁反射绝大部分会带有一定角度入射检测装置，不能被检测装置接收；情况三是在焊接时产生的大部分杂散光源，不能被检测装置接收，图3中的f为出射准直镜组8的激光出射情况。
26.所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。


技术特征：
1.一种激光检测装置，其特征在于，由激光光纤（1）输出激光束，所述激光束先穿过准直镜组（2）到达反射镜（3），所述反射镜（3）将所述激光束中的第一部分光束反射至聚焦镜组（4），经所述聚焦镜组（4）聚焦后，到达焊材表面（10）；所述激光束中的第二部分光束从所述反射镜（3）中穿过后，经过滤光片（5）滤光后，再由光纤直耦合镜组（6）垂直耦合进传输光纤（7），从所述传输光纤（7）输出的激光进入出射准直镜组（8），最后到达光电二极管探测器（9）。2.根据权利要求1所述的激光检测装置，其特征在于，第一部分光束在激光束中的占比大于99.8%。3.根据权利要求1所述的激光检测装置，其特征在于，第二部分光束为平行光，所述平行光以水平的方式入射至传输光纤（7）。4.根据权利要求3所述的激光检测装置，其特征在于，平行光经由光纤直耦合镜组（6）水平入射，聚焦于传输光纤（7）的焦平面的光轴上。5.一种同轴激光功率稳定性检测装置，其特征在于，由激光光纤（1）输出激光束，所述激光束先穿过准直镜组（2）到达反射镜（3），所述反射镜（3）将所述激光束中的第一部分光束反射至聚焦镜组（4），经所述聚焦镜组（4）聚焦后，到达焊材表面（10）；所述激光束中的第二部分光束从所述反射镜（3）中穿过后，经过滤光片（5）滤光后，再由光纤直耦合镜组（6）垂直耦合进传输光纤（7），从所述传输光纤（7）输出的激光进入出射准直镜组（8），最后到达光电二极管探测器（9），所述激光束为同轴激光束。6.根据权利要求5所述的同轴激光功率稳定性检测装置，其特征在于，第一部分光束在激光束中的占比大于99%。7.根据权利要求6所述的同轴激光功率稳定性检测装置，其特征在于，第二部分光束为平行光，所述平行光以水平的方式入射至传输光纤（7）。8.根据权利要求7所述的同轴激光功率稳定性检测装置，其特征在于，平行光经由光纤直耦合镜组（6）水平入射，聚焦于传输光纤（7）的焦平面的光轴上。

技术总结
本实用新型提供一种激光检测装置及同轴激光功率稳定性检测装置，属于激光检测技术领域。由激光光纤输出激光束，激光束先穿过准直镜组到达反射镜，反射镜将激光束中的第一部分光束反射至聚焦镜组，经聚焦镜组聚焦后，到达焊材表面；激光束中的第二部分光束从反射镜中穿过后，经过滤光片滤光后，再由光纤直耦合镜组垂直耦合进传输光纤，从传输光纤输出的激光进入出射准直镜组，最后到达光电二极管探测器。本实用新型可提高激光功率检测的准确性。本实用新型可提高激光功率检测的准确性。本实用新型可提高激光功率检测的准确性。


技术研发人员：韩笑 沈成祥
受保护的技术使用者：深圳市联赢激光股份有限公司
技术研发日：2022.08.30
技术公布日：2023/3/23