多波长激光器波长切换自动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动控制系统，特别是一种激光器的波长切换自动控制系统。
【背景技术】
[0002]早期激光熔覆系统中使用的光源采用CO2激光器，但由于CO2激光器本身的局限性，浆料对其吸收率低，且加工的精度低，适应性差，操作不便，限制了 CO2激光熔覆的应用。
[0003]目前激光微熔覆设备主要是基于单一波长1064nm近红外激光实现的，其输出波长比CO2激光波长小一个数量级，因而使其与金属的耦合效率高、加工性能更好。这种近红外激光的加工机理是将光能转变为热能，使物质熔化和凝结的方式实现微熔覆的过程，这种波长激光主要用于光吸收率高的金属基板的熔覆工艺研究。而对于那些硬度高、脆性大的非金属材料，如硅片、砷化镓片、碳化硅片、陶瓷、玻璃等基板材料，对红外波长激光吸收率很低，则需要更短波长的绿光实现微熔覆的过程。波长越短，激光的光子能量越高，短波长激光适用于硬脆材料的熔覆布线。
[0004]材料的吸收率与生产效率密切相关，在激光器功率一定的前提下，采用更短波长激光会大大提高材料的效率。而且短波长激光将物质分离成原子的过程是一个光化学作用的“冷”过程，对加工区域周边几乎无热损伤，可获得极高的加工质量和加工尺寸精度，在加工精度和加工质量要求更高场合具有重要的应用。
[0005]因此，如果有一台熔覆布线设备可以根据加工材料和精度要求的不同，选取相应波长的激光，同时满足不同场合的应用需求，将会大大提高这种设备应用的灵活性，并拓宽这种设备的应用领域。目前存在的波长切换系统为手动切换，如果存在一种可以根据加工材料自动切换波长的控制系统，将会大大提高操作的便利性。
【实用新型内容】
[0006]实用新型目的:针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种激光器波长切换的自动控制系统，可以根据加工材料的特性，自动选择不同的波长输出。
[0007]技术方案:一种多波长激光器波长切换自动控制系统，包括光电探测器、光电信号转换器、控制芯片、控制电机，所述光电探测器安装在激光加工头上，所述光电信号转换器将光信号转换为电信号，所述控制芯片上记载有不同材料的理论返回光电信号值，所述控制电机与激光器光学器件相连。
[0008]所述控制电机有若干个，分别与不同的光学器件相连。
[0009]所述控制芯片为单片机。
[0010]本实用新型原理是:激光器向加工件发射一固定功率的激光，该激光遇到加工件后，部分反射，返回光被光电探测器所接收，电信号转换器将返回光的光信号转换为电信号，控制芯片将电信号与已记载的理论返回光电信号值进行比较，找出与电信号最相近的材料，控制电机根据该材料控制光学器件输出相对应的波长。
[0011]有益效果:与现有技术相比，本实用新型的优点是操作方便，结构相对精简，能够有效实现激光器根据不同材料对波长的自动选择和切换，灵活性强，对激光熔覆设备的拓宽应用奠定了基础。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型系统结构原理图；
[0013]图2为本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0015]如附图1、2所示，一种多波长激光器波长切换自动控制系统，包括光电探测器1、光电信号转换器2、控制芯片3、控制电机4。
[0016]光电探测器I安装在激光加工头5上。激光加工头5向加工件6发射一固定功率的激光，该激光遇到加工件后，有部分会发生反射，形成返回光，光电探测器用来探测该返回光的能量。
[0017]光电信号转换器2将光信号转换为电信号。返回光的光信号被光电信号转换器转换为电压信号，其电压值输送到控制芯片3中。根据加工件的材料不同，其对激光的反射率不同，所以返回光的能量也就不同，电压信号的电压值也不同。
[0018]控制芯片3采用单片机MCU，在MCU的软件程序中，存储了不同材料的理论返回光电压值，程序通过比较，加工件返回光电压值最接近哪个理论返回光电压值，就认为加工件为对应的哪种材料，然后通过MCU的输出引脚，控制相应的控制电机4。
[0019]控制电机4与激光器光学器件相连。控制电机有若干个，分别与不同的光学器件相连。控制电机将合适的输出镜片等相关光学器件摆放到相应的位置，此时激光器的光路为输出对应波长激光的光路，由此实现了根据加工材料自动实现不同激光波长的输出。
【主权项】
1.一种多波长激光器波长切换自动控制系统，其特征在于:包括光电探测器、光电信号转换器、控制芯片、控制电机，所述光电探测器安装在激光加工头上，所述光电信号转换器将光信号转换为电信号，所述控制芯片上记载有不同材料的理论返回光电信号值，所述控制电机与激光器光学器件相连。2.根据权利要求1所述的多波长激光器波长切换自动控制系统，其特征在于:所述控制电机有若干个，分别与不同的光学器件相连。3.根据权利要求1所述的多波长激光器波长切换自动控制系统，其特征在于:所述控制芯片为单片机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多波长激光器波长切换自动控制系统，包括光电探测器、光电信号转换器、控制芯片、控制电机，所述光电探测器安装在激光加工头上，所述光电信号转换器将光信号转换为电信号，所述控制芯片上记载有不同材料理论返回光的电信号值，所述控制电机与激光器光学器件相连。本实用新型的优点是操作方便，结构相对精简，能够有效实现激光器根据不同材料对波长的自动选择和切换，灵活性强，对激光熔覆设备的拓宽应用奠定了基础。
【IPC分类】G05B19/042, H01S3/10
【公开号】CN204740459
【申请号】CN201520327749
【发明人】吉俊文, 林学春, 陈 峰, 于海娟, 赵树森, 赵伟芳, 伊肖静, 南景洋
【申请人】江苏中科大港激光科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年5月20日