Com assegurar l’alineació làser durant la producció del mòdul làser?

En el camp industrial,Mòduls làsersón eines clau per a un processament eficient i precís. S’utilitzen àmpliament en el tall, la soldadura, el marcatge i altres processos, millorant molt l’eficiència de la producció i la qualitat del producte. En l’àmbit mèdic, els mòduls làser s’han convertit en eines indispensables per a la cirurgia, el tractament i la bellesa i la seva precisió i la seva no-invasivitat són molt reconegudes per la comunitat mèdica. En el camp de les comunicacions, els mòduls làser donen suport al funcionament d’alta velocitat de les xarxes de comunicació modernes amb els seus avantatges de transmissió d’alta velocitat, gran capacitat i forta anti-interferència.

La col·limació làser està directament relacionada amb la qualitat del feix de sortida del mòdul làser, inclosos paràmetres com el paral·lelisme i l’angle de divergència del feix. Els mòduls làser amb una col·lecció alta poden produir bigues més concentrades i estables, millorant així la precisió i l'eficiència del processament. Al mateix temps, la col·limació làser també determina el rendiment centrat del mòdul làser. Els mòduls làser amb una col·lecció alta poden centrar millor el feix en una àrea petita per aconseguir processament i mesurament d’alta precisió.

Definició de col·limació làser
1. Paral·lelisme i característiques de propagació rectilínia dels feixos làser
La col·limació làser es refereix a la capacitat dels feixos làser per mantenir el paral·lelisme i la propagació rectilínia durant la propagació. Els feixos làser amb alta col·limació no tenen gairebé divergència i poden mantenir una mida petita i una distribució d’energia estable a llargues distàncies.
2. Indicadors quantitatius de la col·limació
Angle de divergència: mesura la divergència de les bigues làser. Com més petit sigui l’angle de divergència, més gran serà la col·limació.
Canvi de diàmetre del feix: avalua el canvi en el diàmetre del feix durant la propagació. Com més petit sigui el canvi, millor serà la col·limació.

L’impacte de la col·limació en el rendiment del mòdul làser
1. Qualitat del feix
La col·limació afecta directament el rendiment enfocat i la distribució d’energia dels feixos làser. Els feixos làser amb alta col·limació poden aconseguir punts centrats més petits i una major densitat d’energia, millorant la precisió i l’eficiència del processament.
2. Efecte d'aplicació
Processament làser: alta col·limació garanteix la precisió i la consistència dels processos com el tall, la soldadura i el marcatge.
Comunicació: En la comunicació òptica d’espai lliure, la col·limació afecta l’estabilitat i la distància de la transmissió del senyal.
Mesura: La precisió del làser que varia i posiciona depèn de la col·limació del feix de llum. La col·limació elevada pot reduir els errors de mesurament.

Factors clau que afecten la col·limació durant la producció de mòduls làser
1. Característiques de la font de llum
Angle de divergència del feix: l’angle de divergència del feix de fonts de llum com els díodes làser té un impacte directe en la col·limació de mòduls làser. Un angle de divergència de feix més petit significa que l’energia del feix làser està més concentrada i la direccionalitat és millor durant la transmissió, millorant així la col·limació del mòdul làser.
Estabilitat de la longitud d’ona: L’estabilitat de la longitud d’ona del làser també és un factor important que afecta la col·limació. Un lleuger canvi de longitud d’ona pot provocar que la ruta de propagació del feix làser es desplaci, afectant així la col·limació. Per tant, és necessari seleccionar una font de llum amb estabilitat d’alta longitud d’ona durant el procés de producció i mantenir l’estabilitat de la longitud d’ona mitjançant un control de temperatura precís i altres mitjans.
2. Qualitat del component òptic
Precisió del processament: la precisió del processament de components òptics com les lents i els reflectors determina directament la col·limació del mòdul làser. Els components òptics d’alta precisió poden centrar-se millor i colar el feix làser i reduir la divergència i la deriva del feix. En el procés de producció, es necessita tecnologia i equipament de processament avançats per assegurar la precisió del processament dels components òptics.
Error de muntatge: l'error de muntatge de components òptics també afectarà la col·limació del mòdul làser. Si la posició relativa i l’angle entre els elements òptics són inexactes, el feix làser es desviarà i es distorsionarà durant la transmissió. Per tant, cal controlar estrictament la posició i la relació angle dels elements òptics durant el procés de muntatge, i cal utilitzar eines i tècniques de muntatge precises per reduir els errors de muntatge.

3. Disseny de l'estructura mecànica
Rigidesa: La rigidesa de la carcassa del mòdul també té una influència important en la col·limació del mòdul làser. Una carcassa amb una bona rigidesa pot resistir la influència de la vibració i l’impacte externs, mantenir l’estabilitat de l’estructura interna del mòdul làser i, per tant, reduir la deriva i la trepitja del feix làser. Durant el procés de disseny, és necessari seleccionar materials de gran resistència i formes estructurals raonables per millorar la rigidesa de la carcassa del mòdul.
Estabilitat tèrmica: el mòdul làser generarà calor durant el funcionament. Si l'estabilitat tèrmica de la carcassa no és bona, l'estructura interna es deformarà a causa dels canvis de temperatura, cosa que afectarà la col·limació del feix làser. Per tant, cal tenir en compte el rendiment de dissipació de calor de l’habitatge i les mesures de compensació tèrmica durant el procés de disseny per mantenir l’estabilitat de l’estructura interna del mòdul làser.
4 factors ambientals
Temperatura: Els canvis en la temperatura afectaran l’expansió i la contracció dels materials interns del mòdul làser, afectant així la posició i la relació d’angle dels elements òptics i la ruta de propagació del feix làser. Durant el procés de producció, l’entorn de producció s’ha de controlar la temperatura i s’utilitza la tecnologia de compensació de temperatura per reduir l’impacte dels canvis de temperatura en la col·limació del mòdul làser.
Humitat: Un entorn d’alta humitat pot causar problemes com la condensació o el creixement de motlles a la superfície dels components òptics, afectant la transmitància i la reflectivitat dels components òptics, reduint així la col·limació del mòdul làser. Per tant, durant el procés de producció, cal controlar la humitat de l’entorn de producció i cal prendre mesures a prova d’humitat per protegir els components òptics.
Pols: les impureses com la pols s’adheriran a la superfície dels components òptics o entraran a l’interior del mòdul, afectant la propagació i l’efecte focalitzador del feix làser. Durant el procés de producció, cal mantenir la neteja de l’entorn de producció i cal prendre mesures a prova de pols per evitar la contaminació per impureses com la pols.

Passos tècnics clau per assegurar la col·limació làser
1. Selecció de la font de llum i optimització
① Seleccioneu un díode làser amb un angle de divergència baixa
Importància: l’angle de divergència del feix del díode làser té un impacte directe en la col·limació làser. Seleccionar un díode làser amb un angle de baixa divergència és la base per millorar la col·limació làser.
Mesures: Quan es compra díodes làser, compara detingudament els paràmetres de divergència del feix de diferents productes i seleccionen díodes làser amb petits angles de divergència. Al mateix temps, comuniqueu -vos amb els proveïdors per assegurar -vos que l’angle de divergència del díode làser seleccionat compleix els requisits de disseny.
② Optimitzar el control del corrent i la temperatura
Importància: la potència de sortida i l'estabilitat de la longitud d'ona del díode làser estan estretament relacionades amb el corrent d'accionament i la temperatura. Optimitzant el corrent de la unitat i el control de la temperatura, es pot assegurar que el díode làser produeix un feix làser estable, millorant així la col·limació làser.
Mesures: Dissenyar un circuit de tracció raonable per assegurar -se que el díode làser funciona a un corrent constant. Al mateix temps, utilitzeu la tecnologia de control de la temperatura, com ara un xip de control de temperatura o un dissipador de calor, per estabilitzar la temperatura de funcionament del díode làser dins d’un rang adequat. Mitjançant el seguiment i l’ajust en temps real del corrent de la unitat i la temperatura, el rendiment del díode làser es pot garantir a ser estable.
2. Disseny i muntatge del sistema òptic
① Utilitzeu lents i reflectors d’alta precisió
Importància: Les lents i els reflectors d’alta precisió poden centrar-se millor i colar el feix làser i reduir la divergència i la deriva del feix.
Mesures: En el disseny del sistema òptic, s’hauria de seleccionar lents i reflectors amb alta transmissió, bona concordança d’índex de refracció i coeficient d’expansió tèrmica baixa. Al mateix temps, assegureu -vos que la precisió del processament i la qualitat de la superfície d’aquests components òptics per satisfer els requisits de la col·limació làser.
② Garantir la coaxialitat i el paral·lelisme dels components òptics
Importància: La coaxialitat i el paral·lelisme entre els components òptics són crucials per a la col·limació làser. Si la posició relativa i l’angle entre els components òptics són inexactes, el feix làser es desviarà i es distorsionarà durant la transmissió.
Mesures: Durant el procés de muntatge, s’han d’utilitzar eines i tècniques de muntatge precises, com ara l’ús d’instruments òptics per a la calibració i el posicionament per assegurar la coaxialitat i el paral·lelisme entre components òptics. Al mateix temps, s’ha de inspeccionar i ajustar el sistema òptic muntat per assegurar -se que compleix els requisits de la col·limació làser.
③ Utilitzeu equips de muntatge automatitzats
Importància: els equips de muntatge automatitzats poden reduir els errors humans i millorar la precisió i l'eficiència del muntatge.
Mesures: Durant el procés de producció, s’han d’introduir equips de muntatge automatitzats, com ara màquines automatitzades de muntatge de lents, màquines d’ajustament de reflectors automatitzats, etc. Aquests dispositius es poden muntar i ajustar segons els procediments i els paràmetres preestablerts per garantir que la posició i la relació d’angle dels components òptics siguin exactes.
3. Optimització de l'estructura mecànica
① Dissenyar un allotjament del mòdul amb alta rigidesa i bona estabilitat tèrmica

Importància: La rigidesa i l'estabilitat tèrmica de l'habitatge del mòdul tenen una influència important en la col·limació làser. Un habitatge amb bona rigidesa pot resistir la influència de la vibració i l’impacte externs i mantenir l’estabilitat de l’estructura interna del mòdul làser; Una carcassa amb una bona estabilitat tèrmica pot reduir l’impacte dels canvis de temperatura en el rendiment del mòdul làser.
Mesures: Quan es dissenya la carcassa del mòdul, els materials d’alta resistència i les formes estructurals raonables s’han de seleccionar per millorar la seva rigidesa i estabilitat tèrmica. Al mateix temps, es realitzen proves de simulació com ara l’anàlisi d’elements finits a l’habitatge per assegurar -se que compleix els requisits de la col·limació làser.
② Reduir la influència de la vibració externa i la deformació tèrmica
Importància: la vibració externa i la deformació tèrmica provocaran canvis en l'estructura interna del mòdul làser, afectant així la col·limació làser.
Mesures: Durant el procés de producció, s’han de prendre mesures d’absorció de xoc i aïllament tèrmic, com ara l’ús d’absorbidors de xoc i materials d’aïllament tèrmic. Al mateix temps, el mòdul làser es prova de vibració i deformació tèrmica per detectar i resoldre problemes a temps.
4. Control ambiental
① Producció en un taller net

Importància: un taller net pot proporcionar un entorn net de producció i reduir la contaminació de la pols i altres impureses al mòdul làser.
Mesures: establir un taller net i netejar -lo i desinfectar -lo regularment. Els equips de purificació d’aire i les instal·lacions de prevenció de pols s’instal·len al taller per assegurar -se que la neteja de l’entorn de producció compleix els requisits.
② Controlar la temperatura i la humitat

Importància: els canvis en la temperatura i la humitat afectaran el rendiment i la col·limació del mòdul làser. Controlant la temperatura i la humitat, es pot mantenir l'estabilitat de l'estructura interna i el rendiment del mòdul làser.
Mesures: Configureu un sistema de control de temperatura i humitat al taller de producció, com ara utilitzar aire condicionat, humidificadors, deshumidificadors i altres equips. Superviseu i ajusteu la temperatura i la humitat en temps real per assegurar -se que es mantinguin dins del rang adequat.
③ Eviteu la contaminació de la pols

Importància: les impureses com la pols s’adheriran a la superfície dels components òptics o entraran a l’interior del mòdul, afectant la propagació i l’efecte focalitzador del feix làser.
Mesures: Durant el procés de producció, s’han de prendre mesures de prevenció de pols, com ara portar taps de pols i utilitzar draps de pols. Netegeu i inspeccioneu regularment l’entorn de producció per detectar i abordar ràpidament problemes de contaminació de pols.

Mètode de detecció i calibració de la col·limació làser
1. Equip de detecció
① Analitzador de feixos làser
Principi
L’analitzador de feix rep el feix làser i analitza diversos paràmetres del feix làser, com ara la mida del punt, la distribució d’energia, l’angle de divergència, etc., per avaluar la col·limació del làser. Utilitza sensors òptics i algoritmes de processament d’imatges per convertir la informació rellevant del feix làser en dades visuals o imatges per a una fàcil anàlisi i judici.
Aplicació
Durant el procés de detecció, el feix làser emès pel mòdul làser s’irradia a la part receptora de l’analitzador del feix. L’analitzador del feix pot mesurar amb precisió el diàmetre del punt i la distribució d’energia del feix làser. Si la forma del punt és regular, la distribució d’energia és uniforme i el diàmetre del punt es troba dins del rang esperat, vol dir que la col·limació làser és bona; Per contra, si la forma del punt és irregular, la distribució d’energia és desigual o el diàmetre del punt supera el rang previst, pot haver -hi un problema de col·limació.
 

② Collimator làser
Principi
El Collimator funciona basat en el principi d’autocollimació òptica o d’interferència làser. El col·limador d’autocollimació òptica genera una llum de referència a través del sistema òptic intern, la compara amb el feix làser mesurat i determina la col·limació del feix làser mesurant la desviació entre tots dos. L’interferòmetre làser Collimator utilitza el fenomen d’interferència làser per mesurar el canvi de fase del feix làser durant la propagació, determinant així la col·limació del feix làser.
Aplicació
Quan utilitzeu el col·limador, poseu -lo a una certa distància del mòdul làser de manera que el feix làser passi per l’àrea de mesura del col·limador. El sistema òptic o el sistema d’interferències dins del col·limador mesurarà i analitzarà el feix làser. Llegint les dades d’indicació o sortida del col·limador, es pot obtenir la col·limació del feix làser. Si la indicació es troba dins del rang especificat, vol dir que la col·limació làser compleix els requisits; Si la indicació supera el rang, cal ajustar -se.

③ Interferòmetre làser
Principi
L’interferòmetre utilitza les característiques d’interferència del làser per mesurar l’error frontal d’ona del feix làser, avaluant així la col·limació del làser. Quan es superposen dos o més feixos de llum coherents, es formen franges d’interferències. Si el front d’ona del feix làser és una ona de pla ideal, les franges d’interferència seran uniformes i paral·leles; Si es distorsiona el front d’ona del feix làser, les franges d’interferència es doblegaran o es deformaran. Analitzant la forma i la distribució de les franges d’interferència, es pot obtenir l’error de front d’ona del feix làser i, a continuació, es pot avaluar la col·limació del làser.
Aplicació
Col·loqueu l’interferòmetre en una posició adequada de manera que interaccioni amb el feix làser emès pel mòdul làser. L’interferòmetre produirà franges d’interferència i la forma i la distribució d’aquestes franges reflecteixen el front d’ona del feix làser. Observant i analitzant les franges d’interferència, es pot entendre la col·limació del feix làser. Si les franges d’interferència es dobleguen, es retorcen o es canvien de manera irregular, vol dir que hi ha un error de front d’ona al feix làser i s’ha d’ajustar la col·limació.

2. Mètode de detecció
① Mesura de l'angle de divergència del feix
Principi
L’angle de divergència del feix és un dels indicadors importants per mesurar la col·limació del làser. En mesurar la mida del punt del feix làser a diferents distàncies de propagació, l'angle de divergència del feix es calcula segons una relació geomètrica específica. En general, com més petit és l’angle de divergència del feix, més gran és la col·limació del làser.
Mètode de funcionament
Configureu un dispositiu de recepció de punts en una posició determinada (com ara 1 metre, 2 metres, etc.) del mòdul làser i mesura el diàmetre del punt del feix làser en aquesta posició. A continuació, repetiu la mesura del diàmetre del punt a diferents distàncies. Segons el diàmetre del punt mesurat i la distància de propagació, utilitzeu una fórmula matemàtica per calcular l’angle de divergència del feix. Per exemple, l’angle de divergència θ es pot calcular mitjançant la fórmula θ≈ (d 2 - d1) / L, on D1 i D2 són els diàmetres puntuals en diferents posicions, i L és la distància entre les dues posicions de mesura. Si l’angle de divergència calculat es troba dins del rang especificat, vol dir que la col·limació làser compleix els requisits; Si supera el rang, cal ajustar -lo.
② Anàlisi puntual
Principi
La forma puntual del làser conté informació sobre la col·limació làser. Un punt làser ideal ha de ser circular o el·líptica i la distribució d’energia ha de ser uniforme. Si la forma de la taca es distorsiona, com ara contorns irregulars o distribució energètica desigual, pot significar que hi ha un problema amb la direcció de propagació del làser, donant lloc a una disminució de la col·limació.
Mètode de funcionament
Utilitzeu un dispositiu com ara un analitzador SPOT o una càmera CCD per capturar la imatge SPOT del làser. La imatge del punt capturat es transfereix a l’ordinador i s’analitza el lloc mitjançant un programari especial de processament d’imatges. L’anàlisi inclou la forma del punt, la distribució d’energia, el centre de la posició de gravetat, etc. La col·limació del làser s’avalua comparant les característiques del punt real amb el punt ideal. Si la forma de la taca és propera a la forma ideal, la distribució d’energia és uniforme i el centre de gravetat és estable, significa que la col·limació és bona; Si la forma del punt és anormal, la distribució d’energia és desigual o el centre de gravetat es compensa, la col·limació pot ser problemàtica.
③ Mesura d’interferències
Principi
La col·limació s’avalua mesurant l’error de front d’ona del feix làser mitjançant un interferòmetre. Quan el feix làser passa per l’interferòmetre, es formen franges d’interferències dins de l’interferòmetre. Si el front d’ona del feix làser és una ona de pla ideal, les franges d’interferència seran uniformes i paral·leles; Si es distorsiona el front d’ona del feix làser, les franges d’interferència es doblegaran o es deformaran. Analitzant la forma i la distribució de les franges d’interferència, es pot obtenir l’error de front d’ona del feix làser i, a continuació, es pot avaluar la col·limació del làser.
Mètode de funcionament
Col·loqueu l’interferòmetre en una posició adequada i ajusteu l’interferòmetre per alinear -lo correctament amb el feix làser. Inicieu el mòdul làser i l’interferòmetre i observeu les franges d’interferència. Si les franges d’interferència són uniformes, rectes paral·leles o corbes, vol dir que l’error de front d’ona del feix làser és petit i la col·limació és alta; Si les franges d’interferència es dobleguen, es retorcen o s’irregulars d’una altra manera, vol dir que el feix làser té un gran error de front d’ona i s’ha d’ajustar la col·limació.
3. Mètode de calibració
① Ajusteu la posició i l’angle de l’element òptic
Principi
La posició i l’angle de l’element òptic tenen una influència important en la col·limació del làser. En ajustar amb precisió la posició i l’angle de l’element òptic, es pot canviar la direcció de propagació i l’efecte focalitzador del feix làser, optimitzant així la col·limació del feix.
Mètode de funcionament
Primer, cal determinar els elements òptics que cal ajustar, com ara lents, reflectors, etc. Utilitzeu mecanismes d’ajust de precisió, com ara cargols d’ajustament fi, claudàtors, etc., per fer ajustaments detallats als elements òptics. Durant el procés d’ajust, es pot combinar la informació de comentaris dels equips de detecció per controlar els canvis en la col·limació làser en temps real. Per exemple, si la detecció troba que el feix làser es desvia de la direcció ideal a la dreta, la posició horitzontal de la lent o reflector es pot ajustar per moure el feix làser a l’esquerra per aconseguir el propòsit de correcció. Un cop finalitzat l’ajust, torneu a utilitzar l’equip de detecció per a la verificació per assegurar -vos que la col·limació compleix els requisits.
② Utilitzeu el sistema de calibració automàtica
Principi
El sistema de calibració automàtica utilitza tecnologia avançada de sensors, sistemes de control electrònic i algoritmes per detectar automàticament la desviació de col·limació del làser i ajustar automàticament la posició i l’angle dels components òptics segons el programa preestablert per aconseguir una calibració ràpida i precisa.
Mètode de funcionament
Configura els paràmetres rellevants del sistema de calibració automàtica, com ara el rang de calibració, la sensibilitat, la velocitat de calibració, etc. Després d’iniciar el sistema de calibració automàtica, el sistema detectarà i analitzarà automàticament el mòdul làser. Si es troba que la desviació de col·limació supera el rang de conjunt, el sistema iniciarà automàticament el mecanisme d’ajust per ajustar la posició i l’angle del component òptic. Durant el procés d’ajust, el sistema supervisarà els canvis en la col·limació en temps real fins que la col·limació compleixi els requisits predeterminats. L'ús del sistema de calibració automàtica pot millorar l'eficiència i la precisió de la calibració i reduir l'impacte dels factors humans en els resultats de la calibració.

En resum, la col·limació làser és un indicador clau per mesurar el rendiment dels mòduls làser, i la seva optimització implica fonts de llum, sistemes òptics, estructures mecàniques, etc. Amb l’avanç de la ciència de materials, els processos de fabricació i la tecnologia de control intel·ligent, el control de la col·limació làser serà més precís i eficient, cosa que promourà l’aplicació generalitzada de mòduls de làser en molts fabricants.

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar -nos. Independentment d’on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu per proporcionar als nostres clients els preus d’alta qualitat, baixos i el millor servei.