一、调试准备
调光工具/及各种材料:
①各型号内六角螺丝和内六角扳手:把各种调光座固定在光路底板上面。
②开口扳手(8-10型号):用来调节红光调节座和腔镜底座上的螺母。
③调光块(圆形/方形):带中心小孔的调光块,用来调试红光基准点。
④调光相纸:激光打在相纸上形成光斑,用来调试光路光斑。
⑤根据订单要求,选择相匹配型号的光学器件(镜片/晶体/氙灯等):对激光进行反射与分光。
⑥光纤:激光通过耦合,对激光进行光传导的一种介质。
⑦耦合观察镜:在进行耦合调节时,用来观察与调节耦合筒与光纤的耦合情况。
⑧能量计:用来测量计算激光输出的能量值与功率值。
⑨出射头固定台面和CCD监视器:固定出射头,显示激光打出点的位置。
二、调试步骤
1、红光调试:
红光作为光路的基准,应该与激光的路径保持一致,因此必须在调整整个光路时,首先要调整红光指示。在光路底板上(放置光学器件的平台),对应位置用M5×20内六角螺钉,固定红色激光点状器固定架、两个红光调节座,并在红光全反射后的光路上,放置一块调光块(带中心小孔(高43mm)的方形铝块)。红色激光点状器接通电源,红光经由两个全反射镜片,反射后照射到调光块上,调节红色点状激光器的固定架,以及两个红光节座的位置,使红光透过能量反馈器射到调光块上,并对准调光块上的中心小孔,用六角扳手固定点状器跟红光调节座。
固定好点状器和红光调节座后,调光块放置在能量反馈头后不远处,跟光路底板末端这两个位置来回进行观察(如红光光路图所示位置),观察红光在这两个位置是否均穿过调光块上的中心小孔,当红光不能穿过小孔时,需要用扳手调节红光调节座上的三个螺母。调光块放置在近端时,调节红光调节座1;调光块放置在远端时,调节红光调节座2。调节上方右边螺母(图标1)可以使红光上下移动,调节下方左边螺母(图标2)可以使红光左右移动,调节下方右边的螺母(图标3)可以调节镜片的倾斜角度。如下图:
2、激光调试:
如下图所示,在光路底板对应位置放置半反腔镜底座,并用M5×20内六角螺钉固定(不锁紧),调整腔镜底座的位置,使部分反射回来的红光,基本对准红色点状激光器的出光孔中心,锁定腔镜底座。再微调整腔镜底座上的调节螺母,使经过半反腔镜部分反射回来的红光,通过红色点状激光器的出光孔中心。
如下图所示,将聚光腔装在图中位置。首先使点状激光器发出的红光,通过激光棒套上调光块的中心。再在半反腔镜后面放置调光块,观察从激光棒端面反射回来的红光光点是否对准调光板小孔,如果没有对准小孔,调节激光棒的位置,使光点对准小孔,锁定这一边的内六角螺钉。然后观察经过激光棒端面反射回来的红光是否通过红色点状激光器的出光孔中心。如果没有,调节激光棒位置,对准后锁定内六角螺钉,接上电源线跟水管,水管在底座下面。
如下图所示,将全反腔镜底座装在图中位置(固定但不锁紧)。调整全反腔镜底座的位置,使反射回来的红光基本对准红色点状激光器的出光孔中心,锁定腔镜底座。调整腔镜底座上的调节螺母,使全反镜反射回来的红光,通过红色点状激光器的出光孔中心。
全返腔镜装完到此,谐振腔主光路部分调试完毕,激光产生。调完激光谐振腔还要将激光的出射效果调整到最佳,把激光的光斑调大调圆。连接焊接机的其他装置,设置激光的模式、频率、能量值、脉冲宽度等参数,如:频率调到0HZ,用电流模式峰值参数调整到50A、1ms,出光次数0,并在经腔镜出射后的红光光路上放置像纸,挡住红光,启动激光机。激光打在像纸上,观察像纸上形成的光斑,出现不规则光斑的时候,调节全反镜座上的调节螺母,将光斑调至最圆。激光每打一次调整一次螺母,将光斑调至下图所示形状即可。调下方左边螺母(螺母1)可以对光斑的上下弧形进行调节,调上方右边螺母(螺母2)可以对光斑的左右弧形进行调节,调上方左边螺母(螺母3)可以修正光斑的形状。(螺母位置参照图)
光斑调圆后,将相纸粘在调光块上打激光,调试红光调节座上的调节螺母,使红光与激光光斑同心,如上图2所示
3、光路调试
在半反腔镜后面放置45°反射镜座,用M5×20内六角螺钉固定在光路底板上。在红光经全反射后的光路相应位置上,可以根据需要来放置多块反射镜片或分时装置,以达到分时或者能量分光的目的,镜片一般有:25R、33R、53R、A等镜片,以下主要说明下单光路的调试方法(多光路与单路调试方法相同)。
如下图所示,在半反腔镜后方,放入45°反射镜座一,再把调光块放入光路槽里面(前后各放置一个如下图所示),前后左右调整反射镜座,确保基准红光点同时通过两个调光块的中心孔;反射镜二安装方法同理。
两个反射镜装好后,现在进行下一步的耦合筒的安装,先将耦合筒镜座用M5的螺丝固定住,然后将圆形光栅旋进耦合筒;再松掉耦合筒固定架上的上下两个内六角螺钉,使耦合筒能够上下移动,然后再进行耦合筒的调整,让红光能够通过光栅孔的中心;如下图
光栅
4、光纤耦合调试:
4.1、耦合筒安装好后,现在进行光纤耦合的调试,在调试耦合之前,先确保红光与激耦合筒固定螺丝光是同心的状态;拿一张相纸在耦合筒前端打一个光斑,观察红光是否在光斑的中心,在中心不需调整,如不在中心就需要进行光路的调整;第一种情况是红光有偏移,如红光有偏移,先把红光调整块放在耦合端前端,然后调整红光调整镜座2上面的可调螺母,最后把红光调至方形调光块的中心孔位置即可;第二种情况是激光偏移,首先拿个相纸在耦合筒前端位置打一个光斑,观察红光在光斑中心位置的一个偏移方向;比如红光偏移光斑中心位置的左边,现在就需要把光斑往左边调,调整半反腔镜2上面的左右调节螺母(螺母2),观察相纸上面的红光变化(会有一个微弱的红光),调整这个红光往左方向移动,调了后光斑会发生变化,这个时候需要通过全反腔镜1把光斑调圆(注意:刚刚半反腔镜动的那个调节螺母,全反镜也动相应的哪一个,调节的方向和幅度也是一样)。红光偏光斑的下方也是同样的调试方法,只需把半反腔镜上的调节螺母变为调上下弧形的那颗(螺母1)即可;图片如下:
4.2、确认好红光与激光同心后,现在把光纤插入耦合筒上,再把耦合观察镜放在45°反射镜后面;
调整观察镜位置,直到能清晰的看到光纤端面。如下图母1
螺母3
4.3、找到光纤端面后,现在需把红光调至光纤端面中心;先用开口扳手(M8)调松螺母,再用M3的内六角扳手把带两颗大平垫的内六角螺钉调松,最后用M5的内六角扳手调节耦合筒左右两颗M6×16的尖端顶丝,直至把红光点调到光纤端面的圆心;如下图:
4.4、调松M3内六角螺钉,旋动耦合筒上的微动调节环,使光纤端面的红光点与辅助红光点的距离大约是整个光纤端面直径的1/4;如下图
4.5、耦合调节到1/4d后,锁定微调节环上的内六角螺钉(锁定后还要观察红光中心点点有没有偏移,如果偏移了,要再次进行调节),锁定螺母跟内角螺钉。