[实用新型]一种自动聚焦的激光加工系统

说明书

本实用新型提供的一种自动聚焦的激光加工系统，包括激光光路系统、以及光纤自动聚焦系统；所述光纤自动聚焦系统包括：图像传感器，DSP微处理器/FPGA集成电路，光纤夹持模块，以及运动控制模块。本实用新型提供的激光加工系统，能够实现光纤自动聚焦，使激光聚焦在光纤上的目标位置。定位精度高、聚焦速度快，并能对不同种类光纤进行加工。

技术领域

本实用新型涉及通过激光对光纤进行加工的技术领域，尤其涉及一种自动聚焦的激光加工系统。

背景技术

通过激光对光纤进行加工可制备光纤光栅或者微腔。光纤光栅是使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。光纤光栅具有反射带宽范围大、附加损耗小、体积小，易与光纤耦合，可与其它光器件兼容成一体，不受环境尘埃影响等一系列优异性能，且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在制作光纤激光器、光纤通信和传感领域得到了广泛的应用，在光纤通信和传感领域中都是十分重要的器件。

而采用激光例如飞秒激光写入的方法制作光纤布拉格光栅，可以在所有带有多种涂层的透明光纤、高端特种光纤以及低成本商用光纤上写入光纤布拉格光栅。与传统的相位掩膜板法进行光纤布拉格光栅制作的方法相比，飞秒激光写入制作的光纤布拉格光栅能在极端温度条件下工作，工作温度超过了1000°C，并且具有超强的抗拉伸强度，耐腐蚀、耐高温高湿环境等特点。

现有利用激光制备光纤光栅的方法中，都需要先将待加工的一段光纤设置在运动机构上，再手动调节运动机构的六个轴向，使得激光能聚焦在纤芯正中位置。但是现有的手动聚焦方法，不仅前期准备、调平工作繁琐，而且聚焦的精度差，不利于大规模光纤光栅阵列的制备，妨碍了光纤光栅或微腔传感器在分布式光纤传感领域中的使用。

另外，在一段光纤加工结束后将下一段光纤移动至加工区域后还要重复整个调平的工作才能进行下一段的制备；此外受限于运动机构的性能以及光学平台的隔振能力，在光纤平移的过程中难以保持绝对地平行，稍有抖动激光便会偏离纤芯正中央，造成损耗增大，一致性降低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供了一种自动聚焦的激光加工系统。

本实用新型所提供的一种自动聚焦的激光加工系统，包括激光光路系统、以及光纤自动聚焦系统；所述光纤自动聚焦系统包括：图像传感器，DSP微处理器/FPGA集成电路，光纤夹持模块，以及运动控制模块。

作为本实用新型提供的激光加工系统的一种改进，所述激光光路系统包括激光器、反射镜、光阑、电控快门、和物镜。

作为本实用新型提供的激光加工系统的一种改进，所述光纤自动聚焦系统还包括光源，所述光源用于在图像传感器获取待加工光纤的图像时提供光照。

作为本实用新型提供的激光加工系统的一种改进，所述光纤自动聚焦系统还包括照明控制模块，所述照明控制模块包含：光照评价模块和照明光源控制模块。

作为本实用新型提供的激光加工系统的一种改进，所述图像传感器为CCD相机。

作为本实用新型提供的激光加工系统的一种改进，所述DSP微处理器/FPGA集成电路包括灰度均衡模块，滤波模块，边缘提取模块，和偏移量计算模块。

作为本实用新型提供的激光加工系统的一种改进，所述的运动控制模块包含：

短程运动控制模块，用于在光纤的加工过程中移动光纤的位置；

长程运动控制模块，用于在一段光纤加工结束后将光纤的下一段移动至系统的加工区域。

作为本实用新型提供的激光加工系统的一种改进，所述短程运动控制模块包括位移平台、及用于控制位移平台的第一控制器；所述长程运动模块包括光纤线轴、驱动电机及第二控制器。