一种便携式光纤激光器和激光器系统的制作方法

本发明涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种便携式光纤激光器和激光器系统。

背景技术：

光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。

现有的光纤激光器通常需要使用线缆连接上位计算机，以此进行调试检测和控制等，但是上位计算机不仅价格昂贵，而且庞大笨重，不便在现场安装和使用，因而对现有的光纤激光器调试检测和控制不便。

技术实现要素：

鉴于现有技术光纤激光器调试检测和控制不便的问题，提出了本发明的一种便携式光纤激光器和激光器系统，以便克服上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种便携式光纤激光器，该便携式光纤激光器包括：蓝牙控制器和微处理器系统，所述蓝牙控制器与所述微处理器系统连接；所述蓝牙控制器用于无线连接手持终端，所述微处理器系统通过所述蓝牙控制器接收所述手持终端的指令和请求，和/或向所述手持终端发送所述便携式光纤激光器的工作信息和应答。

可选地，所述便携式光纤激光器还包括用于连接上位计算机的rs-232用户接口。

可选地，所述便携式光纤激光器还包括fpga，所述fpga与所述微处理器系统连接。

可选地，所述便携式光纤激光器包括光腔、包层功率剥离器、光纤和光纤输出器件；所述光腔产生的激光由包层功率剥离器滤去光纤包层光，再由光纤送到光纤输出器件；

所述光腔包括：多个泵浦源、合束器、第一光栅、有源光纤和第二光栅；所述便携式光纤激光器还包括若干光电检测器，所述光电检测器用于检测光纤包层的漏光量，并发送给所述微处理器系统。

可选地，所述光电检测器包括：设置在包层功率剥离器外侧的第一光电检测器以及设置在光纤前侧的第二光电检测器。

可选地，所述微处理器系统接收所述光电检测器的检测结果，实现光强上下限报警、计算激光器实际功率和回光反射功率。

可选地，每个泵浦源对应设置有独立的泵浦源驱动器，各所述泵浦源驱动器连接所述微处理器系统，接收所述微处理器系统发送的电子控制信号以驱动泵浦源发光。

可选地，所述微处理器系统通过所述蓝牙控制器接收所述手持终端发送的指令包括如下一种或多种：设置激光器参数、控制激光器运行和请求检测激光器的工作信息；

所述微处理器系统通过所述蓝牙控制器向所述手持终端发送的工作信息包括如下的一种或多种：激光器的功率、互锁状况、急停状况、激光器内部各处的光强信号、电流、电压、温度、湿度、水流量、漏水状况，以及激光器出现故障或激光器工作超出工作范围时的报警信号、处理信号和保护信号。

依据本发明的另一个方面，提供了一种激光器系统，该激光器系统包括：如上任一项所述的便携式光纤激光器以及手持终端，所述手持终端与所述便携式光纤激光器通过蓝牙无线连接。

可选地，所述手持终端为智能手机。

综上所述，本发明的有益效果是：

本申请的便携式光纤激光器设置有蓝牙控制器和微处理器系统，因而该便携式光纤激光器可以通过蓝牙控制器无线连接手持终端，进而接收手持终端的指令和请求，和/或向手持终端发送自身的工作信息和应答，以便通过手持终端实现便携式光纤激光器的参数设置、资源配备、应用调试、优化控制、实时监测和故障诊断以及保护等。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种便携式光纤激光器结构示意图，其中包括蓝牙控制器和蓝牙发射器示意；

图2为本发明一个实施例提供的一种便携式光纤激光器的光路结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的一种便携式光纤激光器的泵浦源驱动结构示意图；

图4为使用手机连接本发明便携式光纤激光器时的设备信息界面示意图；

图5为使用手机连接本发明便携式光纤激光器时的设备设置界面示意图；

图6为使用手机连接本发明便携式光纤激光器时的数据输入界面示意图；

图7为使用手机连接本发明便携式光纤激光器时的报警界面示意图；

图8为使用手机连接本发明便携式光纤激光器时的解密界面示意图；

图中：1、光腔；1-1泵浦源；1-2、合束器；1-3、第一光栅；1-4、有源光纤；1-5、第二光栅；1-6、第一光电检测器；1-7、第二光电检测器；2、包层功率剥离器；3、光纤；4、光纤输出器件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明的技术构思是：本申请的便携式光纤激光器设置有蓝牙控制器和微处理器系统，因而该便携式光纤激光器可以通过蓝牙控制器无线连接手持终端，进而接收手持终端的指令和请求，和/或向手持终端发送自身的工作信息和应答，以便通过手持终端实现便携式光纤激光器的参数设置、资源配备、应用调试、优化控制、实时监测和故障诊断以及保护等。

图1示出了本申请便携式光纤激光器的一个实施例，如图1所示，该便携式光纤激光器包括：蓝牙控制器和微处理器系统(mcu)。此外，该便携式光纤激光器还可以包括fpga，fpga与微处理器系统连接。蓝牙控制器、微处理器系统(mcu)和fpga等一起构成光纤激光器控制器，以控制光纤激光器的工作。

其中，蓝牙控制器与微处理器系统连接，蓝牙控制器用于无线连接手持终端，微处理器系统通过蓝牙控制器接收手持终端的指令和请求，和/或向手持终端发送便携式光纤激光器的工作信息和应答。

如图1所示，该便携式光纤激光器可以通过光纤铠缆输出激光到手持式激光设备，例如手持焊接机、手持切割机、手持清洗机或手持打标机。由于这些手持式激光设备具有小巧、较高便携性的使用要求，因此其激光器的测试调试和控制过程不便于使用昂贵、笨重的上位计算机。

本申请图1所示实施例中，该便携式光纤激光器设置有蓝牙控制器、微处理器系统和fpga，可以通过蓝牙控制器无线连接手持终端，例如手机等，从而该便携式光纤激光器可以接收手持终端的指令和请求，和/或向手持终端发送自身的工作信息和应答，以便通过手持终端实现便携式光纤激光器的参数设置、资源配备、应用调试检测、优化控制、实时监测和故障诊断以及保护等，使调试、控制、检测和故障诊断以及保护过程不依赖于上位计算机，变得更为简单便捷，实现成本更低。

参考图1所示，本申请的便携式光纤激光器设置有常规的用户接口，如rs-232串行接口以及硬件逻辑接口，可连接对应的手持激光设备，除此之外，该便携式光纤激光器还具有蓝牙功能，用户就可以通过手机进行蓝牙控制、操作和监视便携式光纤激光器，便携式光纤激光器也可以通过微处理器系统、蓝牙控制器向用户手机发送便携式光纤激光器的工作状态信息。

在本申请的一个实施例中，该便携式光纤激光器还包括用于连接上位计算机的接插头，即本申请的便携式光纤激光器同样保留着连接上位计算机的调试检测和控制方式，适用面更广。在本申请的一个实施例中，便携式光纤激光器包括rs-232用户接口，参考图1所示，该串行接口可以用于在上位计算机和便携式光纤激光器之间传输数据。

在本申请的一个实施例中，如图2光路结构示意图所示，该便携式光纤激光器包括光腔1、包层功率剥离器2、光纤3和光纤输出器件4；光腔1产生的激光由包层功率剥离器2滤去光纤包层光，再由光纤3送到光纤输出器件4，从而输出可用的激光。其中，光纤3为光纤铠缆。

在图2所示实施例中，光腔1包括：多个泵浦源1-1(见图2中泵浦源1-泵浦源n)、合束器1-2、第一光栅1-3、有源光纤1-4和第二光栅1-5；此外，本实施例的便携式光纤激光器还包括若干光电检测器(见图2中pd1和pd2)，光电检测器用于检测光纤包层的漏光量，并发送给微处理器系统。

参考图2所示，光电检测器包括：设置在包层功率剥离器2外侧的第一光电检测器1-6以及设置在光纤3前侧的第二光电检测器1-7，光电检测器例如采用光敏二极管(photodiode/photodetector，缩写pd)。

在实际的使用中，光电检测器的数量和位置不限于图2所示，光电检测器的数量可根据需要调整，第一光电检测器1-6和第二光电检测器1-7也可以是指多个光电检测器构成的光电检测器组，每个光电检测器的位置和方向都需要设定和校准。

在本实施例中，微处理器系统接收光电检测器的检测结果，从而可以实现光强上下限报警、计算激光器实际功率和回光反射功率等。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，每个泵浦源对应设置有独立的泵浦源驱动器(见图3中泵浦源1驱动器至泵浦源n驱动器)，各泵浦源驱动器连接微处理器系统，接收微处理器系统发送的电子控制信号以驱动泵浦源发光。

在本实施例中，该便携式光纤激光器还设置有红光驱动器和红光led，以在激光束中加入红光作为指示光。

在本申请的上述各实施例中，连接该便携式光纤激光器的手持终端为智能手机。

优选地，手持终端通过蓝牙控制器向微处理器系统发送的指令包括如下一种或多种：设置激光器参数、控制激光器运行和请求检测激光器的工作信息。

微处理器系统通过蓝牙控制器向手持终端发送的工作信息包括如下的一种或多种：激光器的功率、互锁状况、急停状况、激光器内部各处的光强信号、电流、电压、温度、湿度、水流量、漏水状况，以及激光器出现故障或激光器工作超出工作范围时的报警信号、处理信号和保护信号。

本申请还公开了一种激光器系统，该激光器系统包括：如上任一项的便携式光纤激光器以及手持终端，手持终端与便携式光纤激光器通过蓝牙无线连接。如上实施例所述，该手持终端能够向该便携式光纤激光器发送指令和请求，和/或接收便携式光纤激光器的工作信息和应答，从而实现对便携式光纤激光器的参数设置、资源配备、应用调试、优化控制、实时监测和故障诊断以及保护等。在本申请的一个实施例中，该手持终端为智能手机，体积小巧易携带，通过安装对应的app应用即可方便快速使用。

参考图4至图8所示，为了适应手机界面相比上位计算机界面小巧、显示内容有限的特点，可以在手机上设计多个简洁精炼的显示界面，以完整显示调试检测和控制信息。

图4为设备信息界面，通过这个界面用户可以知道该激光器的产品号，序列号，实际设定功率，内控和外控模式，调制占空比，调制频率，湿度，水流量，同时还能显示电源、报警、使能和红光状态。图5为设备设置界面，该界面包括使能内/外控，功率内/外控参数设置，调制内/外控参数设置。图6为数据输入界面，具有键盘可实现参数输入。图7为报警界面，可以显示水冷、光纤输出器件、急停、电压和电流、温度、光路、内部通信和其他(功率模块故障等)的故障信息。图8为解密界面，用于通过密码验证用户的使用权限。

综上所述，本申请的便携式光纤激光器，即便在现场没有上位计算机的时候，也可以用便携式手持设备如手机，很方便地设置激光器的参数，配备激光器的资源，控制激光器的运行，检测激光器的工作状况，报告激光器运行变量如功率、互锁、急停、激光器内部各处的光强信号、电流、电压、温度、湿度、水流量、漏水等状况，同时，当激光器出现故障或激光器工作超出工作范围的时候，也能够通过向手机报告，做出相应的故障报警、处理和保护。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。