专利名称：激光加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光加热装置，特别是涉及一种同时对多个通道 的输出功率精确控制，使其输出能量能够和设定值一致的激光加热装 置。技术背景据现有文献记载，国外报道了 "一分多束光纤输出激光加热装置 设计"，它采用一个激光器， 一套控制系统，通过一分多束的光纤束， 实现多个通道激光光束稳定的能量输出。该装置结构简便、制造方便、 为实现多个通道激光光束稳定的能量输出确有效果。但是，由于该装 置采用一分多束的技术方案，它输出的光束在一根光纤的载面分布是 高斯分布中，中心和四周的光束能量分布并不均匀，当一根光纤和多 束光纤对接时，很难实现使所有的分束光纤输出能量一致，这种不一 致是由光束的性质所决定的且不可调，也就是说，只要有激光输出， 这套系统的每一根光纤输出能量就不可能一致。因此，当输出能量要 求高度一致性时，就无法满足市场的需求。发明内容本发明的目的，就是为了克服现有技术的缺陷，解决每一根光纤 输出能量不一致性，不能单独控制的问题，提出一种集中电源分布控 制用多个小功率光纤输出激光模块(激光器)代替原有的单个大功率 激光模块，用一个主电源提供能量，分别用多个激光二极管驱动板对
一个小功率光纤输出激光模块的输出功率单独控制的构想，提供一种 结构紧凑、功能清晰、操作简便、既可以分别控制每一路激光器输出 功率，也可以控制使每一路的输出功率一致的激光加热装置。为了实现上述目的，本发明所涉及的激光加热装置的技术方案是 这样的本发明由电源、监控器、总线主板、系统控制板、温度控制板、 散热制冷模块、激光二极管驱动板、光纤输出激光模块，机箱前面板 和机箱构成。其特征是电源设置在机箱内中部，散热制冷模块和总线主板分别设置在才几箱内的左、右部位。电源由主电源和辅助电源组成； 主电源由二路输出，其一路为3. 3V电流不小于40A电源输出，用导 线通过总线主板与激光二极管驱动板连接并提供能量；其另一路为 24V电流小于10A电源输出，其输出的控制端口通过总线主板与温度 控制板连接，其功率输出端口与散热制冷模块中的半导体致冷器通过 导线连接。总线主板上设置了 15个ISA插槽，其中13个插槽内插有 13个激光二极管驱动板，剩下的两个插槽内分别插有系统控制板和 温度控制板。每个激光二极管驱动板通过导线连接并可以同时控制二 个光纤输出激光模块，每个光纤输出激光模块的能量由主电源中的 3. 3V电流不小于40A的一路电源提供，光纤输出激光模块输出功率 调节部分由每一个激光二极管驱动板来完成，系统控制板通过16位 的D/A芯片为每一个光纤输出激光模块的输出功率提供精确的设定 参数。光纤输出激光模块安装在散热制冷模块中的铝制热沉上。散热 制冷模块由半导体致冷器、铝制热沉、散热器和风扇或风道组成。铝 制热沉内装有温度传感器，将感知的温度信号传送到温度控制板，温 度控制板根据其感应的温度信号，通过数字PID增量式算法控制主电 源24V电流小于10A的电源输出，该电源又来控制半导体致冷器的制 冷功率，保证铝制热沉在25。C土rC的条件下，为光纤输出激光模块 输出功率优于1. 3%的稳定度，提供温度保障。机箱前面板上面设置 了液晶屏、单键飞梭、按键、定时器、急停开关、钥匙开关；系统控 制板上设置了单片机以及液晶屏、飞梭和按键的控制接口，可直接与 液晶屏、飞梭和按键连接；系统控制板通过单片机提供人机界面控制。 监控器通过机箱的后面板上的接口与系统控制板上的单片机连接。监 控器通过A/D转换芯片将光纤输出激光模块的输出功率和控制电流 及时检测出来，并输出到监控器中，监控器根据检测的数据通过系统 控制板上的单片机实时监测光纤输出激光模块的状态。如有异常就实 施报警。辅助电源与总线主板连接，为总线主板和插在其上的所有电 路板供电。所有光纤输出激光模块都通过机箱后面板的光纤连接器和 机箱外面的光纤连接；光纤输出的多路激光光束可直接应用于加热。 本发明所涉及的激光加热装置，其特征是，主电源的一路为3. 3V 40A电源输出，另一i 各为24V 8A电源输出。本发明所涉及的激光加热装置，其特征是，激光二极管驱动板采 用双环闭环控制，即以电流控制环路为内环、功率控制环3各为外环。本发明所涉及的激光加热装置，其特征是，光纤输出激光模块共 有25个。本发明所称的激光加热装置具有构思新颖、设计合理、工艺规范、 制造方便、结构紧凑、功能清晰、操作简便，易于形成工业化大批量 生产等特点；本发明可以分别控制每一路激光器的输出功率，也可以 根据用户需要设定每一路输出功率一致。本发明可以应用于工业加 工、科研、教学和军事等领域，特别适用于胶固化工艺。
图1:激光加热装置电路原理示意图2:激光加热装置的总线主板安装示意图3:激光加热装置的散热制冷模块结构示意图4:激光加热装置的电源安装示意图5:激光加热装置结构示意图。
具体实施例方式
本发明所称的激光加热装置，结合附图l至附图5,对其技术方 案的具体实施方式
详细4又述如下
按图5所示，制成本发明的机箱19及其前面板3与后面板。电源设 置在机箱19内中部，其中电源1安装在机箱19的底板上，辅助电源 13安置在主电源1的上面；在机箱19内左、右部位设置散热制冷模 块7和总线主板5。散热制冷模块7由半导体致冷器14、铝制热沉 15、鳍片式散热器16和高速双滚珠轴流风扇17组成。总线主板5上 设置15个ISA插槽，其中13个插槽内分别插上13个激光二极管驱 动板8,剩下的两个插槽内分别插上系统控制板4和温度控制板6。 每一个激光二极管驱动板8通过高温线连接且可以同时控制二个光 纤输出激光模块9,激光模块9安装在散热制冷模块7中的铝制热沉15上，铝制热沉15内装有温度传感器18。机箱前面板3上面设置3 液晶屏IO、单键飞梭ll、按键12、定时器22、急停开关23和钥匙 开关24。所有的光纤输出激光模块(激光器)9都通过机箱19的后 面板上的光纤连接器25和机箱19外面的光纤连接，光纤输出的多路 激光光束直接用于加热。机箱19后面板上的9芯D型接口 26用于外 接报警监控器2。主电源1的一路输出3. 3V 135W通过总线主板给激 光二极管驱动板8提供大约40A电流，保证每路(共25路)光纤输 出激光模块9有L6A的电流；主电源1的另一路输出24V 200W (相 当于24V 8A)的电流，其控制端口通过总线主板5与温度控制板7 中的半导体致冷器14直接连接。辅助电源13和总线主板5连接。由 电网输入的220V市电依次通过电源滤波器20和漏电保护开关21进 入主电源1和辅助电源13。系统控制板4上面设置了单片机以及控 制接口，可直接与液晶屏IO，单键飞梭11和按键12连接；系统控 制板4通过单片机提供人机界面控制；单片机与机箱19后面板上的 接口 26连接。
权利要求
1.一种激光加热装置，它由电源、监控器(2)、总线主板(5)、系统控制板(4)、温度控制板(6)、散热制冷模块(7)、激光二极驱动板(8)、光纤输出激光模块(9)，机箱前面板(3)和机箱(19)构成，其特征是，电源设置在机箱(19)内中部，散热制冷模块(7)和总线主板(5)分别设置在机箱(19)内的左、右部位；电源由主电源(1)和辅助电源(13)组成，主电源(1)由二路输出，其一路为3.3V电流不小于40A电源输出，并通过总线主板(5)与激光二极管驱动板(8)连接；其另一路为24V电流小于10A电源输出，其特出的控制端口通过总线主板(5)与温度控制板(6)连接，其功率输出端口与散热制冷模块(7)中的半导体致冷器(14)连接；总线主板(5)上设置15个ISA插槽，其中13个插槽与13个激光二极管驱动板(8)连接，剩下的两个插槽分别与系统控制板(4)和温度控制板(6)连接；每个驱动板(8)通过导线连接且可以同时控制二个光纤输出激光模块(9)，激光模块(9)安装在散热制冷模块(7)中的铝制热沉(15)上；散热制冷模块(7)由半导体致冷器(14)、铝制热沉(15)、散热器(16)、风扇或风道(17)组成，铝制热沉(15)内装有温度传感器(18)；机箱前面板(3)上面设置了液晶屏(10)、单键飞梭(11)、按键(12)、定时器(22)、急停开关(23)和钥匙开关(24)；系统控制板(4)上设置了单片机以及液晶屏(10)和单键飞梭(11)的控制接口，可直接与液晶屏(10)、飞梭(11)和按键(12)连接；辅助电源(13)与总线主板(5)连接；监控器(2)通过机箱(19)的后面板上的接口(26)与系统控制板(4)上的单片机连接。
2. 根据权利要求1所述的激光加热装置，其特征是，主电源(l) 的一路为3. 3V 40A电源输出，另一路为24V 8A电源输出。
3. 根据权利要求1或2所述的激光加热装置，其特征是，激光二 极管驱动板(8)釆用双环闭环控制，即以电流控制环路为内环，功 率控制环路为外环。
4. 根据权利要求1或2所述的激光加热装置，其特征是，光纤输 出激光模块(9)为25个。
全文摘要
本发明涉及一种激光加热装置。该装置由电源、监控器、总线主板、系统控制板、温度控制板、散热制冷模块、激光二极管驱动板，光纤输出激光模块和机箱构成。其特征是，电源由主电源和辅助电源组成，分别与总线主板连接，总线主板有15个插槽，分别与13个激光驱动板，系统控制板和温度控制板相连，每个驱动板可以同时控制二个光纤输出激光模块，激光模块安装在散热制冷模块中，激光模块通过机箱后面板上连接器与机外光纤连接；系统控制板上的单片机和接口分别与监控器、前面板上液晶屏、飞梭、按键连接。本发明具有构思新颖、工艺规范、结构紧凑、操作简便、可以分别控制每一路激光模块的功率输出且功率一致等特点。本发明可广泛用于工业加工、科研、特别适宜于胶固化工艺领域。
文档编号H01L21/00GK101101359SQ20071005251
公开日2008年1月9日 申请日期2007年6月21日 优先权日2007年6月21日
发明者曦 李, 卿 林, 锋 王 申请人:武汉凌云光电科技有限责任公司