本发明涉及激光器应用领域,特别是激光安全检测领域。
背景技术:
随着光纤激光器的发展,光纤激光器应用领域越来越广,光纤激光器已经朝着成熟化、实用化、工业化的方向发展,但是光纤激光器的可靠性也成为了各方关注的焦点,一方面需要光纤激光器自身各组件及整体的可靠性,一方面需要一种实现光纤激光器系统检测的手段,通常方法是在激光器内部设置另一短波长、低功率的激光器,从而检测光纤激光器中各组件的正常运转,但是此方法无法测定光纤激光器工作状态下各组件是否正常运转及全功率运转下,是否能达到功率要求。
技术实现要素:
本发明目的在于克服现有技术的不足,提供了一种光纤激光器系统自检装置,在光纤通过光纤耦合连接器连接前,对光纤耦合连接器输出的激光进行检测,以保证光纤能量传输达到要求。
一种带有自检功能的光纤连接器,包括光纤耦合连接器6、固定光纤10和可移动光纤9,其中固定光纤10从光纤耦合连接器6的右端口插入,并固定在光纤耦合连接器6右端内,其特征在于,还有一个外壳11,在外壳11的底部设底板16,底板16为矩形,在底板16上设有第一导轨7,第一导轨7的两条导轨在底板16的左边,底板16上还设有左固定轴5和右固定轴15,左固定轴5和右固定轴15都与第一导轨7垂直;左固定轴5下有滚轮在第一导轨7上滑动;在底板16上、在左固定轴5和右固定轴15之间还设有第二导轨8,第二导轨8的两条导轨与第一导轨7平行;在第二导轨8两条导轨上安置有第三电磁铁对2,第三电磁铁对2的固定电磁铁22固定在第二导轨8两条导轨上的右边,第三电磁铁对2的可移动电磁铁21放置在第二导轨8两条导轨上的左边,然后将光纤耦合连接器6固定在右固定轴15和第三电磁铁对2的固定电磁铁22上,并使光纤耦合连接器6及固定光纤10与第二导轨8平行,将可移动光纤9固定在第三电磁铁对2的可移动电磁铁21和左固定轴5上,移动电磁铁21下面有滚轮在第二导轨8上,且可移动光纤9端头伸出可移动电磁铁21的外面;在光纤耦合连接器6两侧设有第一电磁铁对1和第四电磁铁对12,其中,第一电磁铁对1的固定电磁铁固定安装在外壳11内侧,第一电磁铁对1的可移动电磁铁在靠近光纤耦合连接器6的一边,第一电磁铁对1的可移动电磁铁连接第一遮光板3;在第四电磁铁对12在纤耦合连接器6的另一边,其是第四电磁铁对12的固定电磁铁固定安装在外壳11内侧,第四电磁铁对12的可移动电磁铁在靠近光纤耦合连接器6的一边,第四电磁铁对12的可移动电磁铁连接第二遮光板13,其中第二遮光板13比第一遮光板3长,第一当遮光板3和第二遮光板13合上时,第二遮光板13伸在第二导轨8中间的一端上安装有微型功率探头4,微型功率探头4正对着可移动光纤9端头的中心位置。
所述的外壳11是密封的。
所述的第一遮光板3和第二遮光板13为磁性阻隔且能吸收光的材料,一是用于隔离第三电磁铁对2之间的磁力,同时可以在探测功率时吸收散射出的激光。
在检测可移动光纤9及其另一端连接的激光器的性能时,可以让激光器发出一个微小的激光光束,所述的微型功率探头4进行测量。
在检测可移动光纤9及其另一端连接的激光器的性能时,可以让激光器满负荷发出激光光束,所述的微型功率探头4进行测量。
本发明结构简单,有较好的可靠性,克服了以前光纤检测复杂,花费时间长的缺陷,本发明检测方便、可靠,用时短,因此,在每次光纤连接前都进行检测,保证了激光传输的可靠,并且,保护了光纤不受损伤。提高了光纤的寿命。
与传统设备相比,本发明能提供一种针对低功率下,检测光纤激光器是否正常全功率工作的装置,实现光纤激光器的快速、全功率的检测。将激光器工况探测分为两个阶段,第一阶段是当激光器阈值运转时,采用微型功率探头对输入光纤中的光功率进行探测,以检测激光器是否可以实现激光输出,及各部件是否运转正常;第二阶段是设置两组电磁铁,一组与遮光板相连接,一组与输入光纤和光纤耦合连接器相连,电磁铁需满足装置中电磁铁的工作电流与所需探测的激光器的满负荷工作电流一致。当激光器满负荷运转时,电磁铁开始工作将遮光板抽离,使输入光纤通过耦合器与输出光纤连接,低损耗地传导两根光纤中的能量。这种方法通过低电流低功率下检测整体激光器的各部分光路正常性,满负荷情况下检测是否达到功率要求,保证了激光器的安全可靠性及可检测维护性能。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
其中,1为第一电磁铁对,2为第三电磁铁对,3为第一遮光板,4为微型功率探头,5为左固定轴,6为光纤耦合连接器,7为第一导轨,8为第二导轨,9为可移动光纤,10为固定光纤,11为外壳,12为第二电磁铁对,13为第二遮光板,15为右固定轴,21为可移动电磁铁,22为固定电磁铁。
具体实施方式
一种带有自检功能的光纤连接器,包括光纤耦合连接器6、固定光纤10和可移动光纤9,其中固定光纤10从光纤耦合连接器6的右端口插入,并固定在光纤耦合连接器6右端内,其特征在于,还有一个外壳11,在外壳11的底部设底板16,底板16为矩形,在底板16上设有第一导轨7,第一导轨7的两条导轨在底板16的左边,底板16上还设有左固定轴5和右固定轴15,左固定轴5和右固定轴15都与第一导轨7垂直;左固定轴5下有滚轮在第一导轨7上滑动;在底板16上、在左固定轴5和右固定轴15之间还设有第二导轨8,第二导轨8的两条导轨与第一导轨7平行;在第二导轨8两条导轨上安置有第三电磁铁对2,第三电磁铁对2的固定电磁铁22固定在第二导轨8两条导轨上的右边,第三电磁铁对2的可移动电磁铁21放置在第二导轨8两条导轨上的左边,然后将光纤耦合连接器6固定在右固定轴15和第三电磁铁对2的固定电磁铁22上,并使光纤耦合连接器6及固定光纤10与第二导轨8平行,将可移动光纤9固定在第三电磁铁对2的可移动电磁铁21和左固定轴5上,移动电磁铁21下面有滚轮在第二导轨8上,且可移动光纤9端头伸出可移动电磁铁21的外面;在光纤耦合连接器6两侧设有第一电磁铁对1和第四电磁铁对12,其中,第一电磁铁对1的固定电磁铁固定安装在外壳11内侧,第一电磁铁对1的可移动电磁铁在靠近光纤耦合连接器6的一边,第一电磁铁对1的可移动电磁铁连接第一遮光板3;在第四电磁铁对12在纤耦合连接器6的另一边,其是第四电磁铁对12的固定电磁铁固定安装在外壳11内侧,第四电磁铁对12的可移动电磁铁在靠近光纤耦合连接器6的一边,第四电磁铁对12的可移动电磁铁连接第二遮光板13,其中第二遮光板13比第一遮光板3长,第一当遮光板3和第二遮光板13合上时,第二遮光板13伸在第二导轨8中间的一端上安装有微型功率探头4,微型功率探头4正对着可移动光纤9端头的中心位置。
所述的外壳11是密封的。
所述的第一遮光板3和第二遮光板13为磁性阻隔且能吸收光的材料,一是用于隔离第三电磁铁对2之间的磁力,同时可以在探测功率时吸收散射出的激光。
在检测可移动光纤9及其另一端连接的激光器的性能时,可以让激光器发出一个微小的激光光束,所述的微型功率探头4进行测量。
在检测可移动光纤9及其另一端连接的激光器的性能时,可以让激光器满负荷发出激光光束,所述的微型功率探头4进行测量。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为光纤激光器光路自检系统的示意图,如图所示,本发明可以通过电磁机械结构的设置,通过电磁体工作电流与光纤激光器全功率输出电流保持一致,从而通过电磁铁引导遮光板打开及光纤进入光纤耦合连接器实现低功率下检测光纤激光器整体系统光路,及全功率下检测光纤激光器输出是否满足要求进而直接实现光纤能量传输。
①将光纤激光器的尾纤放入光纤激光器光路自检系统,与左固定轴5连接。
②开启光纤激光器至光纤激光器工作阈值,检定微型功率探头4数据,如果有显示数值则说明光纤激光器光路正常,如果没有显示实数则说明光纤激光器损坏。
③逐渐加大电流,测定微型功率探头4数据,当全功率工作时,第一电磁铁对1和第二电磁铁对12通过,在磁力作用下,第一遮光板3和第二遮光板13随第一电磁铁对1和第二电磁铁对12纵向运动,第一遮光板3和第二遮光板13打开。
④第一遮光板3和第二遮光板13打开的同时,第三电磁铁对2开始工作,在磁力作用下,可移动光纤9沿着第一导轨7和第二导轨8的行程进入光纤耦合连接器6中,实现光纤连接。
光纤激光器光路自检装置,其特征在于:第一电磁铁对1用于当电流接通后,牵引第一遮光板3打开;第三电磁铁对2用于当电流接通后,牵引光纤9插入光纤耦合连接器6并固定;第一遮光板3用于固定微型功率探头4及系统自检过程中吸收激光,防止激光通过;微型功率探头4用于探测激光功率,转化为电信号输出显示;左固定轴5用于固定光纤耦合连接器6及光纤9;光纤耦合连接器6用于使可移动光纤9和光纤10快速对接并传输能量;第一导轨7用于使固定轴5沿行程使可移动光纤9对接进入光纤耦合连接器6中;第二导轨8用于沿行程使可移动光纤9进一步准确对接进入光纤耦合连接器6中;可移动光纤9用于检测系统的能量输入;固定光纤10用于检测后能量输出光纤;外壳11用于所有装置的安放及密封。
第一电磁铁对1和第二电磁铁对12分为上下两端,其工作电流与光纤激光器所需测定的最大功率时的最大电流一致;
第一电磁铁对1和第二电磁铁对12与第一遮光板3和第二遮光板13连接,当第一电磁铁对1和第二电磁铁对12工作时第一遮光板3和第二遮光板13随着第一电磁铁对1和第二电磁铁对12上下两端磁力作用进行纵向运动,使第一遮光板3和第二遮光板13打开;
第三电磁铁2分为左右两端,其工作电流与光纤激光器所需测定的最大功率时的最大电流一致;
第三电磁铁2分别与第二导轨8光纤耦合连接器6固定连接,当第三电磁铁2工作时,可移动光纤9沿着第二导轨8行程运动进入光纤耦合连接器6并固定;
第一遮光板3和第二遮光板13为磁性阻隔并能吸收光的材料,分为上遮光板,下遮光板,并可紧密连接;
所述的微型功率探头4,其特征在于:微型功率探头4固定于第二遮光板13端部,并在其运动方向保留收容空间;
左固定轴5与可移动光纤9固定,第一导轨7相连,并可使可移动光纤9随着左固定轴5在第一导轨7行程内移动;
左固定轴5与光纤耦合连接器6固定,保证光纤耦合连接器的稳定性;
光纤耦合连接器6,其特征在于:光纤耦合连接器6一端与固定光纤10固定,另一端尺寸符合可移动光纤9行进对准接入尺寸;
第二导轨8分别连接第三电磁铁对2左右两端,可使可移动光纤9沿着导第二导轨8行程行进;
可移动光纤9是光纤激光器耦合输出光纤,外层带有保护套;
外壳11为金属制品,且将系统所有元器件密封其内。
本发明在检测光纤性能时,还可以从可移动光纤9输入一个微量的激光,通过微型功率探头4进行检测,以检测激光器是否可以实现激光输出,及各部件是否运转正常;
本发明公开了一种低功率下,采用电磁铁和光纤耦合连接件实现光纤激光器检测的装置,属于激光应用领域。包括第一电磁铁对1和第二电磁铁对12,第三电磁铁对2,第一遮光板3和第二遮光板13,微型功率探头4,左固定轴5,光纤耦合连接器6,第一导轨7,第二导轨8,可移动光纤9,固定光纤10,外壳11。与传统设备相比,本发明能提供一种针对低功率下,检测光纤激光器是否正常全功率工作的装置,实现光纤激光器的快速、全功率的检测。将激光器工况探测分为两个阶段,第一阶段是当激光器阈值运转时,采用微型功率探头对输入光纤中的光功率进行探测,以检测激光器是否可以实现激光输出,及各部件是否运转正常;第二阶段是设置两组电磁铁,一组与遮光板相连接,一组与输入光纤和光纤耦合连接器相连,电磁铁需满足装置中电磁铁的工作电流与所需探测的激光器的满负荷工作电流一致。当激光器满负荷运转时,电磁铁开始工作将遮光板抽离,使输入光纤通过耦合器与输出光纤连接,低损耗地传导两根光纤中的能量。这种方法通过低电流低功率下检测整体激光器的各部分光路正常性,满负荷情况下检测是否达到功率要求,保证了激光器的安全可靠性及可检测维护性能。
通过电磁机械结构的设置,通过电磁铁工作电流与光纤激光器全功率输出电流保持一致,从而通过电磁铁引导光功率探测结构的开合及光纤进入光纤耦合连接器,实现低功率下检测光纤激光器整体系统光路,及全功率下检测光纤激光器输出是否满足要求,进而直接实现光纤能量传输。
本发明所涉及的技术解决原理:
通过微型功率探头、遮光板和电磁铁固定,并置于光纤激光器尾纤与光纤耦合连接器之间,设定电磁机械结构,使电磁铁的工作电流与光纤激光器全功率输出时的电流一致。当光纤激光器低电流低功率工作时,通过微型功率探头测定功率,检测整体光纤激光器系统整体完整性;当光纤激光器全电流全功率工作时,微型功率探头检测光纤激光器满负荷运转时的光功率,当光功率符合要求时,电磁铁使遮光板打开并使光纤激光器尾纤在电磁力的作用下,沿着导轨进入光纤耦合连接器并固定,从而实现光纤激光器的能量传输。
第一电磁铁对1,第三电磁铁对2,第一遮光板3,微型功率探头4,左固定轴5,光纤耦合连接器6,第一导轨7,第二导轨8,可移动光纤9,固定光纤10,外壳11,第二电磁铁对12,第二遮光板13,右固定轴15,可移动电磁铁21,固定电磁铁22。第一遮光板3和第二遮光板13
所述的第一电磁铁对1和第二电磁铁对12分为上下两端,其中一端第一遮光板3和第二遮光板13,其工作电流与光纤激光器所需测定的最大功率时的最大电流一致,当第一电磁铁对1和第二电磁铁对12工作时,第一遮光板3和第二遮光板13随着第一电磁铁对1和第二电磁铁对12上下两端磁力作用进行纵向运动,使第一遮光板3和第二遮光板13打开;
所述的第三电磁铁对2分为左右两端,分别与第二导轨8、光纤耦合连接器6、可移动光纤9固定连接,其工作电流与光纤激光器所需测定的最大功率时的最大电流一致。当第一电磁铁对1、第二电磁铁对12和第三电磁铁对2工作时,可移动光纤9沿着第二导轨8进入光纤耦合连接器6;
所述的第一遮光板3和第二遮光板13为磁性阻隔且能吸收光的材料,一是用于隔离第三电磁铁对2之间的磁力,同时可以在探测功率时吸收散射出的激光;
所述的微型功率探头4固定于第二遮光板13其中一端上,当低电流时,si光电探测是微型功率探头4测定可移动光纤9中的激光功率,检定光纤激光器光路完整性,当全功率工作时,微型功率探头4测定可移动光纤9中的激光功率,随着第一电磁铁对1和第二电磁铁对12工作,带动第一遮光板3和第二遮光板13一起运动,可移动光纤9插入光纤耦合连接器6,与固定光纤10对接。
所述的微型功率探头4的测定功率范围根据所需检测的光纤激光器而定,响应功率为毫瓦级;
所述的光纤耦合连接器插入损耗≤0.5db;
所述的导轨7固定于外壳11上,与固定轴5连接,行程与光纤耦合连接器6保持平行;
所述的导轨8与第三电磁铁对2的可移动电磁铁21连接,行程与光纤耦合连接器6保持平行;
所述的光纤9为光纤激光器输出尾纤,与固定轴5和电磁铁2连接;
所述的光纤10与光纤耦合连接器6提前连接完成并固定与固定轴5上。