[發明專利]基于功率與光斑檢測的四件式光器件耦合焊接方法及設備有效
| 申請號: | 202010106691.9 | 申請日: | 2020-02-21 |
| 公開(公告)號: | CN111266733B | 公開(公告)日: | 2020-12-22 |
| 發明(設計)人: | 段吉安;唐佳;盧勝強;徐聰 | 申請(專利權)人: | 中南大學 |
| 主分類號: | B23K26/21 | 分類號: | B23K26/21;B23K26/08;B23K26/06;B23K26/70 |
| 代理公司: | 長沙軒榮專利代理有限公司 43235 | 代理人: | 張勇 |
| 地址: | 410000 湖南*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 基于 功率 光斑 檢測 四件式光 器件 耦合 焊接 方法 設備 | ||
1.一種基于功率與光斑檢測的四件式光器件耦合焊接方法,所述光器件主要由發光器件、透鏡、接收器件和調節環組成,其特征在于,所述耦合焊接方法包括:
步驟一,調節環套設在接收器件底端,發光器件上電后將透鏡移動至發光器件的上方,使透鏡的下表面與發光器件的上表面貼合;
步驟二,保持透鏡靜止而發光器件進行耦合運動,使發光器件的上表面與透鏡的下表面逐漸貼平,角度誤差在允許范圍內;
步驟三,透鏡相對發光器件水平位移,通過激光焦點檢測確認發光器件與透鏡的水平相對位置;
步驟四,接收器件靠近發光器件和透鏡,同時發光器件和透鏡保持相對靜止地進行整體耦合運動,與接收器件對準進行光功率的耦合,耦合完成后對發光器件與透鏡進行激光焊接,形成發光器件-透鏡的焊接整體,若無法達到預設精度的耦合,則返回步驟二;
步驟五,發光器件-透鏡整體水平耦合運動,接收器件豎直耦合運動,通過功率耦合與均衡確認接收器件以及調節環相對于發光器件-透鏡的豎直位置,進行接收器件與調節環的激光焊接,形成接收器件-調節環的焊接整體;
步驟六,接收器件-調節環靜止而發光器件-透鏡進行耦合運動,使透鏡的上表面與接收器件的下表面逐漸貼平,角度誤差在允許范圍內;
步驟七,發光器件-透鏡相對于接收器件-調節環水平位移,通過功率耦合與均衡確認發光器件-透鏡與接收器件-調節環的水平相對位置,再進行透鏡與接收器件搭接處的激光焊接,完成整個光器件的封裝。
2.根據權利要求1所述的基于功率與光斑檢測的四件式光器件耦合焊接方法,其特征在于,步驟三中通過近場光束分析儀檢測激光焦點情況,判斷發光器件與透鏡的水平相對位置是否在預設范圍內。
3.根據權利要求1所述的基于功率與光斑檢測的四件式光器件耦合焊接方法,其特征在于,步驟五和步驟七中分別通過多通道的空間耦合和平面耦合,建立功率場模型,形成功率均衡,確認相對位置。
4.根據權利要求3所述的基于功率與光斑檢測的四件式光器件耦合焊接方法,其特征在于,所述的多通道為CH1~CH4四通道。
5.根據權利要求1所述的基于功率與光斑檢測的四件式光器件耦合焊接方法,其特征在于,透鏡具有X軸、Y軸和Z軸的平移自由度,發光器件具有X軸、Y軸的平移自由度和繞X軸、繞Y軸的旋轉自由度,發光器件和透鏡整體運動時,具有X軸、Y軸的平移自由度和繞Z軸的旋轉自由度,接收器件以及調節環具有Z軸的平移自由度和繞Z軸的旋轉自由度。
6.根據權利要求5所述的基于功率與光斑檢測的四件式光器件耦合焊接方法,其特征在于,步驟二中保持透鏡靜止而發光器件耦合運動貼平時,發光器件產生繞X軸和繞Y軸的角位移;步驟四中接收器件進行Z軸方向平移,發光器件和透鏡整體進行X軸、Y軸方向的平移和繞Z軸的旋轉;步驟六中保持接收器件-調節環靜止而發光器件-透鏡產生繞X軸和繞Y軸的角位移進行貼平。
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