恒溫單聚焦焊接頭使用手冊(cè)V1.1
一、外形尺寸及接口說明
本系統(tǒng)為精密高功率半導(dǎo)體光學(xué)系統(tǒng)，最忌情形：潮濕、灰塵、震動(dòng)、摔落、過干亦不適宜，要保證光學(xué)鏡頭的安全，在不使用情況下應(yīng)將鏡頭存放在相對(duì)濕度在 40%左右的環(huán)境中，例如光學(xué)干燥箱等。不可用手或者其他尖利物體去直接觸碰鏡頭鏡片，否則會(huì)造成鏡頭的污染和劃傷，導(dǎo)致激光功率下降。做好加工時(shí)的除煙塵和防濺射，保護(hù)鏡片若有污染應(yīng)及時(shí)清洗和更換。
二、焊接頭安裝調(diào)試方法
1. 安裝步驟(調(diào)節(jié)內(nèi)容詳細(xì)見下文)
a) 將焊接頭安裝孔與設(shè)備連接
b) 將光纖裝置在準(zhǔn)直鏡 SMA905 或 D80 法蘭接口即可
c) 將測(cè)溫探頭安裝至二維調(diào)整架上
d) 將 CCD 相機(jī)安裝至攝像鏡上
e) 在鏡頭下面載物臺(tái)上放上一張金屬名片或金屬板，金屬板上面至鏡頭最低位置大約在 64mm 左右，打開激光，確定激光焦點(diǎn)
f) 通過攝像鏡與相機(jī)接口處的頂絲來調(diào)節(jié)激光光斑在成像系統(tǒng)中的位置，讓激光點(diǎn)居中
g) 調(diào)節(jié)成像清晰度，當(dāng)成像最清晰的時(shí)候就是成像焦距與激光焦距重合
h) 當(dāng)激光光斑在成像系統(tǒng)中的十字中心時(shí)，通過頂絲固定相機(jī)接口處，防止激光光斑偏離十字中心點(diǎn)
i) 調(diào)整二維調(diào)整架，使測(cè)溫點(diǎn)與激光點(diǎn)重合
2. 調(diào)節(jié)激光焦點(diǎn)和 CCD 成像
調(diào)試光路的方法
1) 找激光焦點(diǎn)位置
激光光束經(jīng)過準(zhǔn)直鏡和聚焦鏡后形成聚焦光斑，當(dāng)聚焦光斑能量最強(qiáng)或光斑直徑最小時(shí)為激光焦點(diǎn)(用激光轉(zhuǎn)換片或是金屬名片或薄板放置在激光焦點(diǎn)處，用激光轉(zhuǎn)換片能看到熒光，但是轉(zhuǎn)換片容易被燒壞，或是用手機(jī)攝像頭來觀察金屬名片上的亮點(diǎn))，當(dāng)聚焦光斑較大時(shí)，調(diào)節(jié)安裝鏡頭的 Z 軸上下運(yùn)動(dòng)，并觀察焦點(diǎn)大小變化，當(dāng)焦點(diǎn)直徑最小時(shí)即為激光焦點(diǎn)。(見圖1)
圖 1 激光焦點(diǎn)
2) 調(diào)節(jié) CCD 成像清晰度
確定激光焦點(diǎn)之后，通過攝像鏡調(diào)節(jié)鍵來調(diào)節(jié)成像清晰度。(見圖 2-1、2、3)
圖 2-1 攝像鏡調(diào)節(jié)前畫面聚焦模糊
圖 2-2 使用手動(dòng)調(diào)焦環(huán)輕微旋轉(zhuǎn)，同時(shí)注意觀察成像的清晰度，當(dāng)達(dá)到最佳清晰度時(shí)停止調(diào)節(jié)。
圖 2-3 攝像鏡調(diào)節(jié)后成像清晰
3) 確定激光焦點(diǎn)是否在軟件界面的十字中心
3-3 確定激光光斑正中心點(diǎn)
調(diào)節(jié)方法：
圖 3-4 像面 XY 位置調(diào)節(jié)螺釘
像面 XY 位置調(diào)節(jié)螺釘一共有 4 顆，呈十字方向，用來頂 CCD 鏡頭的擺角來調(diào)整成相面的位置。當(dāng)發(fā)現(xiàn)激光焦點(diǎn)不在顯示的中心，通過調(diào)節(jié)這 4 顆螺釘來移動(dòng)到中心或者和十字定位線重合。調(diào)好之后到達(dá)位置之后 4 顆螺釘都要鎖緊。
3. 測(cè)溫校準(zhǔn)調(diào)節(jié)方法
測(cè)溫所用的工具：
1. 標(biāo)準(zhǔn)的黑體或者是錫熔爐或者是電烙鐵，選擇其一
2. 薄金屬板或者金屬名片(中間打上直徑為 1MM/1.5MM/2MM 的小孔)
3. 磁性表座帶外向關(guān)節(jié)夾持工具(用于固定夾持金屬名片)
調(diào)節(jié)測(cè)溫傳感頭與激光加工點(diǎn)重合的方法：
1. 將黑體放在測(cè)溫頭的正下方，加熱面的位置在激光鏡頭的焦點(diǎn)處，將帶孔金屬名片的孔位與激光點(diǎn)重合，注意，帶孔的金屬名片要和熱源之間有間隙，目的是阻擋檢測(cè)點(diǎn)以外的雜光，同時(shí)避免金屬片被加熱后造成測(cè)溫不準(zhǔn)。
2. 在沒有紅光的情況下可使用相機(jī)拍照功能對(duì)準(zhǔn)激光點(diǎn)，找到激光點(diǎn)位置與金屬名片重合。
3. 加熱待測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)熱源等達(dá)到設(shè)定的溫度。
4. 旋轉(zhuǎn)扭動(dòng)二維調(diào)整架的 X/Y 軸上的旋轉(zhuǎn)螺釘，使測(cè)溫點(diǎn)與激光點(diǎn)重合。
(測(cè)溫液晶屏上顯示數(shù)值最大時(shí)為準(zhǔn))。
三、光纖裝配方法
1. 裝配
對(duì)于光從激光器傳輸?shù)綄?shí)際應(yīng)用，光纖裝配是一個(gè)高精密的光學(xué)機(jī)械裝置：
圖 標(biāo)準(zhǔn)的 SS 鎧甲光纖的光纖端(部分產(chǎn)品稍有調(diào)整)
1) SAM 定義：超小型適配器
2) 光纖帽：在運(yùn)輸和不使用的時(shí)候，保護(hù)光纖的光學(xué)表面
3) 型密封圈：幫助保持光纖帽連接到 SMA 螺母
4) SMA 螺母：為了將光纖通過螺紋連接到 SMA 支架上
5) 光纖鎧甲：不銹鋼或其他材料保護(hù)光導(dǎo)光纖避免損壞，并且保護(hù)操作人員避免發(fā)生光纖破裂而產(chǎn)生的雜散光。
6) SMA 適配器：機(jī)械地連接鎧甲到 SMA 連接器
7) SMA 尖端：包含光纖裸露端的精密高功率尖端
2. 光纖正確使用方式
1) 從光纖的輸出端面取下光纖帽。如果不這樣做，可能會(huì)永久地?fù)p壞光纖。為了避免光纖的光學(xué)表面的污染，特別地推薦在這一步操作時(shí)請(qǐng)戴上手套并在潔凈的環(huán)境中操作。請(qǐng)確保光纖端面經(jīng)過檢查清潔度，如圖中所述。
取下光纖帽
2) 確保光纖端面已經(jīng)過檢查并根據(jù)需要被清潔干凈。將光纖插入所需要的連接器。務(wù)必要謹(jǐn)慎，物理接觸到光學(xué)表面可能會(huì)損壞光纖。當(dāng)將激光耦合輸出到 另一個(gè)光纖或光學(xué)系統(tǒng)中時(shí)，必須保持一定的空氣間隙。如果要連接到傳輸光纖，必須非常小心地控制套圈和套筒長(zhǎng)度。
3) 先將光纖頭小心斜靠在激光器準(zhǔn)直鏡接口處(注意：不要正對(duì)插入，因?yàn)槭謩?dòng)很難做到高同心度，如果同心不好插入將會(huì)產(chǎn)生端面碰撞，對(duì)光纖端面造成不可逆轉(zhuǎn)的物理損傷和劃痕)，再緩慢向同心方向擺正角度，同時(shí)緩慢插入光纖，插到底以后再旋轉(zhuǎn)所接口螺帽和鏡頭接口固定好不松動(dòng)。
4) 使用不超過 0.5N?m 的扭矩將螺母擰緊到激光器的出光端口。
3. 系統(tǒng)啟動(dòng)
無論何時(shí)，激光器完全關(guān)閉后，都應(yīng)該使用完整的啟動(dòng)過程。啟動(dòng)激光器的步驟如下：
1) 確保區(qū)域中的每個(gè)人都正確佩戴了激光安全防護(hù)眼鏡，并且知道激光器即將開啟。此處默認(rèn)操作人員熟悉有關(guān) 激光操作和激光安全措施方面的危險(xiǎn)。
2) 確保輸出的激光對(duì)準(zhǔn)了正確的預(yù)定目標(biāo)。
3) 確保光路附近沒有任何無關(guān)的物品，以免使光束產(chǎn)生散射。
4) 盡可能多地設(shè)置光束圍欄，以降低意外的光束攔截或反射所產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
5) 確認(rèn)激光器溫度控制在設(shè)置的溫度且有效，無論是風(fēng)冷散熱、水冷散熱還是 TEC 散熱方案。內(nèi)部的熱敏電阻應(yīng) 被有效地監(jiān)測(cè)，以維持激光器的溫度處于數(shù)據(jù)表中規(guī)定操作溫度+/-10°C 的范圍。在規(guī)定溫度以上操作將增加閾 值電流，降低效率，而且可能降低激光器壽命。在規(guī)定溫度以下操作會(huì)導(dǎo)致冷凝，這將對(duì)激光器造成損害。
