双波长光源、产生双波长光的方法及焊接装置与流程

本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种双波长光源、产生双波长光的方法及焊接装置。

背景技术：

在金属焊接领域，有些金属对激光的反射率很高，导致难以开展激光焊接，比如铜对近红外光的反射率很高，难以用近红外光对铜进行焊接。不过，这些金属对短波长的激光的反射率不高，比如铜对蓝光的反射率不高。因此，可以用近红外光加上蓝光来对这些金属进行焊接，能取得不错的效果。为了实现用近红外光和蓝光来同时对金属进行焊接，目前是通过空间光路来实现，比如通过在空间中设置透镜和双色镜等光学元件来实现，这样就会使得光路复杂，容易受干扰。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本发明的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本发明的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本发明的新颖性和创造性。

技术实现要素：

本发明提出一种双波长光源、产生双波长光的方法及焊接装置，能简化光路以及能提高抗干扰能力。

在第一方面，本发明提供一种双波长光源，包括单模激光器、多模激光器、合束器和双包层光纤；

所述双包层光纤包括纤芯、内包层和外包层；所述内包层包裹所述纤芯，所述外包层包裹所述内包层；

所述单模激光器能将产生的单模激光通过所述合束器传输至所述双包层光纤的纤芯；

所述多模激光器能将产生的多模激光通过所述合束器传输至所述双包层光纤的内包层；

所述多模激光器产生的多模激光能透过所述双包层光纤的纤芯在所述双包层光纤的内包层中传输。

在一些优选的实施方式中，所述单模激光为近红外光，所述多模激光的波长小于所述近红外光的波长。

在一些优选的实施方式中，所述多模激光为蓝光。

在一些优选的实施方式中，所述蓝光的波长为450nm。

在一些优选的实施方式中，还包括第一输出光纤和第二输出光纤；

所述单模激光器通过所述第一输出光纤连接至所述合束器，以将产生的单模激光传输至所述合束器；

所述多模激光器通过所述第二输出光纤连接至所述合束器，以将产生的多模激光传输至所述合束器。

在一些优选的实施方式中，所述合束器包括中间纤芯和外围纤芯；

所述单模激光器通过所述第一输出光纤连接至所述合束器的中间纤芯，以将产生的单模激光传输至所述合束器的中间纤芯；

所述多模激光器通过所述第二输出光纤连接至所述合束器的外围纤芯，以将产生的多模激光传输至所述合束器的外围纤芯。

在一些优选的实施方式中，所述多模激光的数量为多束；所述第二输出光纤的数量为多根；所述外围纤芯的数量为多根；通过多根所述第二输出光纤将多束所述多模激光分别传输至所述合束器的多根外围纤芯。

在一些优选的实施方式中，所述双包层光纤的一端与所述合束器连接，所述双包层光纤的另一端作为输出端。

在第二方面，本发明提供一种产生双波长光的方法，包括：使用双包层光纤；所述双包层光纤包括纤芯、内包层和外包层；所述内包层包裹所述纤芯，所述外包层包裹所述内包层；

将单模激光传输至所述双包层光纤的纤芯；

将多模激光传输至所述双包层光纤的内包层；

其中，所述多模激光能透过所述双包层光纤的纤芯在所述双包层光纤的内包层中传输。

在一些优选的实施方式中，所述将单模激光传输至所述双包层光纤的纤芯包括：将单模激光通过合束器传输至所述双包层光纤的纤芯。

在一些优选的实施方式中，所述将多模激光传输至所述双包层光纤的内包层包括：将多模激光通过合束器传输至所述双包层光纤的内包层。

在一些优选的实施方式中，所述将多模激光传输至所述双包层光纤的内包层包括:将多束多模激光传输至所述双包层光纤的内包层。

在一些优选的实施方式中，所述多模激光的波长小于所述单模激光的波长。

在一些优选的实施方式中，所述单模激光为近红外光，所述多模激光为蓝光。

在第三方面，本发明提供一种双波长焊接装置，包括上述光源。

在一些优选的实施方式中，还包括焊接头；所述双包层光纤能将光输入至所述焊接头。

与现有技术相比，本发明的实施例的有益效果包括：

单模激光器产生的单模激光传输至合束器；多模激光器产生的多模激光传输至合束器；合束器将单模激光传输至双包层光纤的纤芯，将多模激光传输至双包层光纤的内包层；单模激光在纤芯中传输；多模激光在内包层42中传输，期间会穿过双包层光纤的纤芯；如此，单模激光与多模激光从双包层光纤输出，形成双波长激光。本发明的实施例能简化光路，使得光源的结构更简单，能提高光源的稳定性以及能提高光源的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明一个实施例的双波长光源的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的产生双波长光的方法的流程示意图；

图3为本发明一个实施例的合束器的结构示意图；

图4为本发明一个实施例的双包层光纤的横截面图；

图5为本发明一个实施例的双波长焊接装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合图1至图5及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实施例提供一种双波长光源及产生双波长光的方法；其中，本实施例的方法可以使用本实施例的光源来实现。下面结合本实施例的光源以及本实施例的方法对本实施例进行说明。

参考图1，本实施例的双波长光源包括单模激光器1、多模激光器2、合束器3和双包层光纤4。

单模激光器1产生单模激光。单模激光器通常为光纤激光器，其波长为1080nm，金属对该波长的吸收率差，但是该激光器具有良好的光束质量。

多模激光器2产生多模激光。多模激光器通常为半导体激光器(ld，laserdiode，激光二极管)。多模激光器主要是蓝光激光器，其发出的光的波长为450nm，也可以是其他波长，比如915nm、976nm、808nm等，具有良好的金属吸收性，但该种激光器的光束质量差。

单模激光的光束细，而多模激光的光束则粗。

参考图4，双包层光纤4包括纤芯41、内包层42和外包层43。内包层42包裹纤芯41，使得纤芯41位于内包层42的中央。外包层43包裹内包层42，使得内包层42位于外包层43的中央。纤芯41和内包层42均是用于传输光。外包层43是用于对光进行约束。

参考图2，本实施例的产生双波长光的方法包括步骤s1和步骤s2。

步骤s1、将单模激光传输至双包层光纤4的纤芯41。

在本实施例中，单模激光器1将产生的单模激光通过合束器3传输至双包层光纤4的纤芯41，使得单模激光在纤芯41中传输。示例的，单模激光器1通过第一输出光纤5连接至合束器3；其中，第一输出光纤5为激光光纤。参考图3，合束器3包括中间纤芯31和外围纤芯32；外围纤芯32设置于中间纤芯31的周围。那么，单模激光器1通过第一输出光纤5连接至合束器3的中间纤芯31，比如：第一输出光纤5的一端与单模激光器1连接，第一输出光纤5的另一端与合束器3的中间纤芯31连接，从而实现将产生的单模激光传输至合束器3的中间纤芯31。

在其它实施例中，通过其他方式将单模激光传输至双包层光纤4的纤芯41。

步骤s2、将多模激光传输至双包层光纤4的内包层42。

在本实施例中，多模激光器2将产生的多模激光通过合束器3传输至双包层光纤4的内包层42，使得多模激光在内包层42中传输。示例的，多模激光器2通过第二输出光纤6连接至合束器3；第二输出光纤6为激光光纤。合束器3包括中间纤芯31和外围纤芯32。那么，多模激光器2通过第二输出光纤6连接至合束器3的外围纤芯32，比如：第二输出光纤6的一端与多模激光器2连接，第二输出光纤6的另一端与合束器3的外围纤芯32连接，从而实现将产生的多模激光传输至合束器3的外围纤芯32。

在其它实施例中，通过其他方式将多模激光传输至双包层光纤4的内包层42。

在本实施例中，合束器3具有多根外围纤芯32，比如六根或者十八根，中间纤芯31则为一根，那么合束器3就是(6+1)×1合束器或者(18+1)×1合束器(可统称为(n+1)×1合束器)；其中，“×1”表示与合束器连接的双包层光纤4。相应的，多模激光的数量为多束，比如六束或者十八束，其实现方式可以是设置多个多模激光器2分别产生多束多模激光，也可以是用一个多模激光器2进行分束后形成多束多模激光。相应的，第二输出光纤6的数量为多根，比如六根或者十八根。如此，通过多根第二输出光纤6将多束多模激光分别传输至合束器3的多根外围纤芯32。

多模激光器2产生的多模激光能透过双包层光纤4的纤芯41在双包层光纤4的内包层42中传输。对于传统的技术方案，多模激光比如波长为976nm或915nm的蓝光作为泵浦光在双包层光纤4的内包层42传输被纤芯41吸收后激活纤芯41里面的近红外光。而在本实施例中，多模激光器2产生的多模激光不会被纤芯41吸收或者说基本不被纤芯41吸收；示例的，多模激光器2产生的多模激光为波长是450nm的蓝光，这样的多模激光能透过双包层光纤4的纤芯41在双包层光纤4的内包层42中传输。

多模激光的波长小于单模激光的波长，以实现焊接金属。如前所述，单模激光为近红外光，多模激光为蓝光。其中，蓝光可以用ld(laserdiode，激光二极管)激光器产生。

根据上述可知，单模激光器1产生的近红外光(单模激光)通过第一输出光纤5传输至合束器3的中间纤芯31；多模激光器2产生的波长为450nm的多束蓝光(多模激光)通过多根第二输出光纤6分别传输至合束器3的多根外围纤芯32；合束器3将近红外光传输至双包层光纤4的纤芯41，将多束蓝光传输至双包层光纤4的内包层42；近红外光在纤芯41中传输；多束蓝光在内包层42中传输，期间会穿过双包层光纤4的纤芯41，蓝光基本不会被纤芯41吸收；如此，近红外光(单模激光)与多束蓝光(多模激光)从双包层光纤4的另一端4b输出，形成双波长激光，能用于焊接金属。与采用空间光路的光源相比，本实施例的光源能简化光路，使得光源的结构更简单，能提高光源的稳定性以及能提高光源的抗干扰能力。

在另一方面，参考图5，本实施例提供一种双波长焊接装置，该装置包括焊接头7和本实施例的双波长光源。

双包层光纤4的一端4a与合束器3连接，双包层光纤4的另一端4b作为输出端将光输入至焊接头7。示例的，双包层光纤4的另一端4b与端帽8连接，然后通过端帽8将光输入至焊接头7。其中，焊接头7为透镜。

本实施例使得光基本在光纤中传输，从而产生双波长光，光路的灵活性更高，抗干扰能力更强。

本领域的技术人员可以理解实施例方法中的全部或部分流程可以由计算机程序来命令相关的硬件完成，程序可存储于计算机可读取存储介质中，程序在执行时，可包括如各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：rom或随机存储记忆体ram、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。