应用案例

光纤激光器测试

2018-08-22

一、背景概述

光纤激光器(Fiber Laser)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。

光纤激光器应用范围非常广泛,它的主要用途有工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接(铜焊、淬水、包层以及深度焊接)、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等。

 

二、客户需要解决什么问题

光纤激光器根据功率的不同由泵浦源中多个泵源发出泵浦光通过耦合光学系统中的合束器汇总后通过谐振腔中的光纤增益输出激光。在各个模块之间由光纤连接。如果出现问题会导致寿命降低,甚至设备起火燃烧。

需要解决几个问题:

  • 泵源、合束器等模块的是否正常;
  • 耦合点、模块之前连接的光纤焊接点是否存在问题;
  • 光纤本体的镀膜是否完好。

 

三、当前有哪些解决方法及弊端

如果光纤焊点存在问题,通大功率激光时会导致焊点发热。各个部件存在问题时也会有明显发热,光纤镀膜破损时由于漏光也会产品发热。所以这些都可以采用测温的方式检测,温度是光纤激光器的重要指标。

因保密此图为网上图片

 

热电偶与数采或点温枪

使用热电偶测温准确,但是由于高温点无法捕捉不准确;

只能测量点或几个点的温度,没有办法找到整个光纤上镀膜破损的地方;

针对模块和焊点需要接触测量,不容易检测而且影响被测物;

热电偶有温度惯性,采集的温度和实际温度有滞后;

 

红外测温枪

红外测温枪使用方便,但问题也很多:

没有办法精确找到测量的部位,不能同时测试多个点;

不能直观看到问题点;

被测部位很小,温度会被平均;

 

四、FOTRIC产品如何帮助客户解决该问题及优势

针对光纤激光器的光纤焊点、耦合点等各个厂家通过测试都有严格的规定,如最高不能超过45℃。如果超过会导致设备寿命严重降低,增加维护成本,甚至部分期间烧掉。

因保密此图为正常热图中的一小部分截图

 

在生产和研发中都需要关注焊点与设备的温度,以生产为例一台功率在1000瓦的设备生产一般要50小时左右,上面有7~8个焊点,在恒温25℃的环境中测试,设备功率从100、200、300逐级增加到1000瓦最大功率,测试所有点的温度,一般这些模块不会超过40℃,生产中需要用热像仪轮流查看每台光纤激光器各个焊点的测试时间大约要8小时左右。

光纤来料检测时用激光器打入激光,如果有镀膜破损的地方会漏光产生高温,使用热像仪可以快速查看整个光纤表面是否有镀膜破损的情况。

  • FOTRIC热像仪不接触光纤和模块,测量方便,不影响被测物体;
  • FOTRIC热像仪采集整个画面所有温度点,自动捕捉全屏或区域最热点,可以直观看到问题点,高效率无盲区的查找问题;
  • FOTRIC满电情况下使用时间可达小时,完全满足生产测试使用;
  • FOTRIC热像仪可连接电脑,配合AnalyzIR专业软件变身为在线热像仪,搭配实验台或三脚架可以监测整个过程,并且可以生成温度时间曲线,便于研发分析。

 

五、哪些客户需要解决该问题

  • 光纤激光器生产厂家;
  • 其他激光器(如半导体激光器)生产厂家,也需要测试各模块和耦合点等温度;
  • 激光器生产厂家的上下游厂家。