TR201700931A2 - Fiber Lazer Sistemlerinde Geri Yansıyan Işının Ölçülmesini Ve Sistemin Korunmasını Sağlayan Fiber Çoğaltıcı İzolatör Uygulaması - Google Patents
Fiber Lazer Sistemlerinde Geri Yansıyan Işının Ölçülmesini Ve Sistemin Korunmasını Sağlayan Fiber Çoğaltıcı İzolatör Uygulaması Download PDFInfo
- Publication number
- TR201700931A2 TR201700931A2 TR2017/00931A TR201700931A TR201700931A2 TR 201700931 A2 TR201700931 A2 TR 201700931A2 TR 2017/00931 A TR2017/00931 A TR 2017/00931A TR 201700931 A TR201700931 A TR 201700931A TR 201700931 A2 TR201700931 A2 TR 201700931A2
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- fiber
- laser
- main line
- module
- cable
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 179
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
- B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
- B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
- B23K37/0235—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member forming part of a portal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
- B23K2103/05—Stainless steel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0064—Anti-reflection devices, e.g. optical isolaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Buluş, fiber lazer sistemlerinde, sistem aktif durumdayken hem kırmızı lazer bağlantısını mümkün kılan hem de kesim sırasında geri yansıyan lazer ışınını (17) ayrı bir hat üzerine kılavuzlayarak sistem komponentlerinin korunmasını sağlayan ve geri yansıma şiddetini ölçen fiber çoğaltıcı izolatörlerin (11) akuple edildiği fiber lazer modüller (100) ile ilgilidir.
Description
TEKNIK ALAN
Bulus, fiber lazer sistemlerinin kullanildigi lazer kesim tezgâhlarinda, özellikle parlak
malzemelerin kesimi sirasinda ve haricen fiber Iazeri olusturan fiber optik baglanti
noktalarinda meydana gelen geri yansimalarin miktarinin ölçülmesi ve bu geri
yansimalardan kaynakli olarak olusabilecek muhtemel hasarlarin önüne geçilmesini
saglamak üzere bir fiber çogaltici izolatörün akuple edildigi fiber lazer modüller ile
ONCEKI TEKNIK
Literatürde geri yansima siddeti “Cladding Mode Stripper / Cladding Power Stripper
(CPS)” olarak bilinen ve asil amaci fiber lazer sistemlerinde fiber çikisli lazer diyot
modüller tarafindan üretilen lazer isini ile uyarilan nadir toprak elementleri ile
katkilanmis aktif fiber optik kablo boyunca, fiber optik kablonun çekirdek yapisinda
bulunan aktif atomlar tarafindan sogrulmadan kalan, hem sistem çikisindaki lazer
isinin kalitesinin bozuk olmasina hem de fiber lazer sistemi içerisindeki baglanti
noktalarinda ve komponentlerde ekstra isinmalara sebep olan pompalama isini olarak
tabir edilen isini fiber üzerinden uzaklastirmak olan optik komponent kullanilarak
ölçülmektedir.
Fiber lazer sistemini bahsi geçen geri yansimalardan korumak amaciyla da CPS
yapilari kullanilmaktadir. Bu yapilar fiber lazer sistemini olusturan fiber optik yapilar
göz önüne alindiginda malzeme kesimi sirasinda meydana gelen ve kesici kafaya
takilmis iletim fiberinin ucundaki end-cap'den içeri girerek lazer diyot modüllere kadar
ilerleyen isinin, sadece fiber optik kablonun kilif yapisi içerisine kilavuzlanmis ve bu
bölgesinde hareket eden isinlarini sistemden uzaklastirmakta ve uzaklasan bu
isinlarin siddetini ölçerek geri yansima miktarini belirlemektedir. Bu kapsamda açikça
görülmektedir ki mevcut uygulamalar fiber optik kablonun çekirdek yapisina iletilen geri
yansimis lazer isinlarinin sistemden uzaklastirilmasi ve bu bölgede ilerleyen geri
yansimis lazer isinlarinin siddetinin ölçülmesi hususunda yetersiz kalmaktadir.
Fiber lazer sistemlerde geri yansimadan korunma ile kastedilen geri yansimis isinlarin
bütün fiber optik yapi boyunca üzerinden geçtigi komponentleri kapsamakla birlikte
daha ziyade geri yansiyan isinin sistemin baslangiç adimi olan lazer diyot modüllere
ulasmasini mümkün mertebe engellemek ve bu yapilarin zarar görmesinin önüne
geçmektir. Fakat mevcut uygulamalara bakildiginda fiber lazer sistemindeki fiber optik
yapida sadece kilif bölgesine iletilmis isinlarin sistemden uzaklastirilmasi ve bunlarin
siddetinin ölçülmesi yeterli bir kontrol degildir ve çekirdek bölgesinde bulunan isinin da
dikkate alinmasi gerekmektedir.
Yukarida bahsedilenler haricinde mevcut sistemlerde fiber çikisli lazer diyot modül
çikis fiberlerine es girisleri olan ve bu çikis fiberlerine kaynatilan giris fiberlerini
hegzagonal yapida birlestirerek her birinden gelen lazer isinlarini toplamayi ve
devaminda aktif fiber optik kabloyu pompalamak amaciyla tek bir fiber optik kabloya
iletmeyi saglayan ve literatürde “tapered fiber bundle / fiber combiner” olarak bilinen
yöntemde, pasif komponentin merkez girisi bosta birakilarak bu giristen geri yansiyan
isinin gücünü ölçmek yoluyla testler yapilabilmektedir. Bu testler sirasinda yalnizca en
parlak malzemenin kesimi esnasinda meydana gelen maksimum geri yansimalar
ölçülebilmektedir. Sadece gerçeklestirilmis testlerle sinirli kalinarak “sistem en parlak
malzemelerin kesiminde bile geri yansimaya dayaniklidir” iddiasi ileri sürülmektedir.
Bu girise lazer diyot modül baglanmadigi için dolayli olarak bir koruma saglanmis
olmaktadir fakat fiber lazer sistemlerinde malzeme kesimi sirasinda lazer isininin
konumunu lazer isini aktif hale getirilmeden önce belirlemek amaciyla kullanilan ve
TFB yapisinin merkez girisine baglanarak sisteme yerlestirilen kirmizi lazer (red laser
/ laser point) olarak bilinen kirmizi isik yayan lazer diyot modüllerin kullanilmasi
mümkün olmamaktadir.
BULUSUN KISA AÇIKLAMASI
Mevcut bulusun yapilanmasi ve ek elemanlarla birlikte avantajlarinin en iyi sekilde
anlasilabilmesi için asagida açiklamasi yapilan sekiller ile birlikte degerlendirilmesi
Bulusun ana amaci, fiber lazer sistemi aktif durumdayken hem kirmizi lazer
baglantisini mümkün kilan hem de kesim sirasinda geri yansiyan lazer isinini ayri bir
hat üzerine kilavuzlayarak lazer diyot modüllere ulasmasini engelleyip koruma
saglayan ve geri yansima siddetini ölçen bir fiber lazer modülü ile ilgilidir.
Bulus kapsaminda, CPS yapilari ile disariya atilan lazer isinlarini incelemenin aksine
dogrudan fiber lazer sistemi içerisinde, fiber optik kablolarin çekirdek yapisi boyunca,
lazer diyot modüllere kadar ilerleyen lazer isinlarinin farkli bir hat üzerine
yönlendirilerek ana hattan ayrilmasi ve bu hattin çikisina yerlestirilmis foto diyot ya da
foto diyotlar (termal sensörler de bu paket yapisina dahil edilebilir, bu sayede geri
yansiyan isigi bIokIama görevide gören paket yapisinin sicakligi da kontrol edilebilir.)
ile geri yansimanin siddetinin yüksek hassasiyette ölçülmesi saglanmaktadir. Böylece
mevcut teknikteki uygulamalara kiyasla geri yansiyan isinin siddetinin gerçek zamanli
olarak ölçülmesi ve geri yansiyan isinlarin ayri bir hatta yönlendirilmesi sayesinde lazer
diyot modüllerin geri yansiyan isinlardan dolayi hasar almasi önlenmektedir.
SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI
Sekil 1, bulus konusu fiber lazer modülünün, lazer kesim makinesi ile baglantili
görünümüdür.
Sekil 2, bulus konusu fiber lazer modülünün sematik görünümüdür.
Sekil 3, bulus konusu fiber lazer modül içerisinde yer alan fiber çogaltici izolatör ve
fiber baglantilarini göstermektedir.
Sekil 4, fiber çogaltici izolatör girisini ve isinlarin hareket yönünü göstermektedir.
Sekil 5, bulus konusu fiber lazer modülü içerisinde yer alan birlestirici girisini ve
isinlarin hareket yönünü göstermektedir.
Sekil 6, 7 girisli birlestiricinin kesit görünümüdür.
Sekil 7, 19 girisli birlestiricinin kesit görünümüdür.
REFERANS NUMARALARI
100 Fiber Lazer Modülü
11 Fiber çogaltici izolatör
12 Fiber çogaltici izolatörün giris fiberi
121 Kilif bölgesi
122 Çekirdek bölgesi
13 Kirmizi lazer diyot
131 Kirmizi lazer isini
14 fiber kablo
Olçüm modülü
16 Fiber çogaltici izolatör bos bölgesi
17 Geri yansiyan isin
18 Lazer diyot modül
19 Lazer diyot modül çikis fiberi
191 Kilif bölgesi
192 Çekirdek bölgesi
Birlestirici
21 Birlestirici giris fiberi
22 Birlestirici çikis fiberi
221 Kilif bölgesi
222 Çekirdek bölgesi
23 Yüksek yansiticili FBG
24 FBG fiberi
Aktif fiber
26 CPS
27 CPS giris-çikis fiberleri
28 Düsük yansiticili FBG
29 FBG fiberi
Birlesim noktasi
200 Iletim kablosu
300 Uç parçasi
400 Fiber lazer kesim makine gövdesi
31 Kesici kafa haznesi
32 Kesici kafa
33 Sac malzeme
34 Kesim izgarasi
Fiber lazer ünitesi
BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI
Bu detayli açiklamada, bulus konusu yenilik sadece konunun daha iyi anlasilmasina
yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Bulus, fiber
lazer sistemlerinin kullanildigi lazer kesim makinelerinde (400), özellikle parlak yüzeyli
malzemelerin (33) kesimi sirasinda ve haricen fiber Iazeri olusturan fiber optik birlesim
noktalarinda (30) (kaynatma noktalari) meydana gelen geri yansimalarin miktarinin
saglikli sekilde ölçülmesi ve bu geri yansimalardan kaynakli olusabilecek muhtemel
hasarlarin önüne geçilmesi amaciyla kullanilacaktir.
Sekil 1, bulus konusu fiber lazer modülünü (100), bir fiber lazer kesim makinesi (400)
ile irtibatli halde göstermektedir. Fiber lazer kesim makinesi (400), sac malzemelerin
(33) lazer isini ile kesimini gerçeklestirmektedir. Fiber lazer modülü (100), sogutma
baglantilari ile beraber bir fiber lazer ünitesi (35) içerisinde konumlandirilmaktadir.
Fiber lazer modülünün (100) çikisi bir iletim kablosuna (200) irtibatlidir. Bahsedilen
iletim kablosu (200), lazer isinlarini, irtibatli oldugu fiber lazer kesim makinesi (400)
içerisinde bulunan lazer kesici kafaya (32) tasimaktadir. Bir diger alternatif
yapilanmada, birden fazla fiber lazer modül (100), “isin birlestirici” adi verilen
elemanlar ile bir araya getirilmekte ve bu birlestiricinin çikisinin iletim kablosuna (200)
baglanmasi ile lazer isinlari lazer kesici kafaya (32) iletilebilmektedir. Lazer kesici kafa
(32), iletim kablosundan (200) gelen lazer isinini içerisinde bulunan optik ayna ve
mercekler ile yönlendirerek bir nozzle çikisindan, kesilecek olan sac malzemeye (33)
odaklayan optomekanik ünitedir. Lazer kesici kafa (32), lazer kesim makinesi (400)
içerisinde saglanmis olan bir lazer kesici kafa haznesi (31) içerisine yerlestirilmektedir.
Fiber lazer kesim makinesi (400) içerisinde özellikle paslanmaz çelik vb. parlak yüzeyli
sac malzemeler (33) kesilirken, malzeme (33) yüzeyinden geri yansiyan isin (17),
kesici kafa haznesi (31) içerisindeki lazer kesici kafaya (32) irtibatli olan uç
parçasindan(end-cap) (300) içeriye girerek iletim kablosu (200) boyunca fiber lazer
modülüne (100) dogru hareket etmektedir. Geri yansiyan isin (17) iletim kablosunun
(200) hem çekirdek hem de kilif yapisi içerisine girerek bu bölgelerde ilerlemektedir.
Sekil 2, bulus konusu fiber lazer modülünün (100) sematik görünümüdür. Fiber lazer
modülü (100) içerisinde;
Yakin kizilötesi (NIR-near infrared) araliginda isima yapan lazer diyot modüller
(18),
Bahsedilen lazer diyot modüllerin (18) çikisina irtibatli lazer diyot modülü çikis
fiberleri (19),
Lazer diyot modüller (18) arasinda konumlandirilmis, kirmizi lazer isini (131)
yayan bir kirmizi lazer diyot (13),
Bahsedilen kirmizi lazer diyot (13) çikisina irtibatli, kirmizi lazer isinini (131)
tasiyan bir fiber çogaltici izolatör giris fiberi (12),
Lazer diyot modüllerden (18) ve merkez girisine bagli olan kirimizi lazer diyottan
(13) gelen isinlari toplayarak ana hatta ileten ve ana hattan gelen geri yansiyan
isini (17), fiber çogaltici izolatör giris fiberinin (12) büyük oranda kilifina (121)
kilavuzlayan bir birlestirici (20),
Fiber çogaltici izolatör giris fiberinin (12) irtibatli oldugu, hem kirmizi lazer isinini
(131) ana hatta ileten hem de irtibatli oldugu bir diger fiber optik kablo
araciligiyla geri yansiyan isinin (17) ana hattan ayrilmasini saglayan bir fiber
çogaltici izolatör (11),
Bahsedilen geri yansiyan isinin (17) ana hattan ayrilmasi islevini gerçeklestiren,
fiber çogaltici izolatöre (11) irtibatli bir fiber kablo (14),
Fiber kablo (14) araciligiyla ana hattan ayrilan geri yansiyan isinin (17) gücünü
içerisindeki foto diyot/diyotlar ve fiber kablonun (14) uç kismina uygulanan
yöntemlerle ölçmeyi saglayan bir ölçüm modülü (15),
Fiber lazer sistemlerinde kavite olusumunu saglayan, ana hat üzerinde
olusturulmus yüksek yansiticili FBG (23) ve düsük yansiticili FBG (28),
Iletim kablosunun (200) kilif bölgesi içerisinde kalmis olan isinlari
uzaklastirmayi saglayan CPS (26),
Iletim kablosu (200) ile birlestirilmek üzere, birlestirici (20) çikisindan itibaren
fiber lazer modülü (100) içerisinde lazer isinlarini tasiyan ana hatti olusturan,
o Birlestirici (20) çikisina irtibatli birlestirici çikis fiberi (22),
0 Yüksek yansiticili FBG (23) izgaralarinin içine islendigi ve FBG yapisinin
0 Yitterbium elementi ile katkilanmis olan aktif fiber (25),
o CPS (26) yapisinin giris ve çikis fiberleri (27),
0 Düsük yansiticili FBG (28) izgaralarinin içine islendigi ve FBG yapisinin
Geri yansiyan isinin (17), iletim kablosunun (200) kilifina kilavuzlanmis olan ve fiber
lazer hatti boyunca ayni kilif bölgesinde hareket eden kismi, yine kilif bölgesinde
olusturulan CPS (26) yapilari ile disari atilmakta ve sistemden uzaklastirilmaktadir.
Mevcut teknikte ana hat üzerinde belirli bölgelerde bulunan CPS'Ier (26) tarafindan
atilan lazer isinlari ölçülerek geri yansima miktari belirlenmektedir. Bu uygulamanin
yani sira bulus konusu fiber lazer modülünde (100), geri yansiyan isinin (17) iletim
kablosunun (200) çekirdek yapisina kilavuzlanan kismi, fiber çogaltici izolatör (11)
tarafindan fiber kabloya (14) iletilerek ana hattan ayrilmaktadir. Bahsedilen fiber kablo
(14) optik olarak daha elverisli olmasi nedeniyle tercihen çekirdeksiz fiberdir. Ancak
çekirdekli fiber de kullanilabilmektedir. Fiber kablonun (14) uç kisminda gerçeklestirilen
uygulana çesitli sonrasinda, içerisinde foto diyotlar bulunan ölçüm modülü (15) ile geri
yansima miktari verimli bir sekilde ölçülmektedir.
Olçüm modülü (15), asagida bahsedilen yapi ve özellikleri içerebilir;
Fiber kablonun (14) uç kismi ideal derecede açili olarak kesilmekte ve ölçüm modülü
(15) paket yapisi içerisine uç kismi havada olacak sekilde konumlandirilmaktadir. Açi
verilmis yöne bagli olarak isinlarin yönlenmesi saglanmakta ve bu isinlari
algilayabilecek sekilde konumlanmis olan foto diyotlar geri yansiyan isin miktarini
ölçmektedir. Bu uygulamaya bagli olarak yüzeye açi verilmesi sayesinde fiber kablo
(14) içerisinde tasinan geri yansimis isinin (17), fiberden hava ortamina geçis
esnasindaki yogunluk farki sebebiyle tekrar geri yansimasi önlenmekte ve geri
yansiyan isin (17) maksimum düzeyde foto diyotlar üzerine düsürülebilmektedir.
Yukarida bahsedilen uygulamadan farkli olarak ölçüm modülü (15), açili kesilmis olan
fiber kablo (14) belirli uzunluktaki yarim kesit metal silindir içerisine yerlestirilip üzerine
sicaklik dayanimi yüksek bir polimer veya polimer karisimi uygulandiktan sonra bu
yapi üzerinde meydana gelecek isimayi algilayacak sekilde konumlandirilmis foto
diyotlar içerebilmektedir.
Bir diger yöntem de fiber kablonun (14) uç kismina ball-lens olarak tabir edilen optik
yapilar isil islemler ile olusturularak fiberin uç kismi küresellestirilir. Böylece fiber
içerisinde hareket eden geri yansiyan isin (17) düz yüzeyden hava ortamina saçilarak
(genisleyerek) çikacakken küresel yapi sayesinde dogrusal olarak çikarak foto diyotlar
üzerine düsürülebilmektedir. Bu sekilde geri yansiyan isin miktari ölçülebilmektedir.
Açi ile kesilen fiber yüzeyinde oldugu gibi uç kisimda olusturulan küre yapisi, ortam
yogunluk farkindan kaynakli muhtemel geri yansimalari önleyerek isinlarin maksimum
oranda disari alinmasini saglamaktadir.
Bulus kapsaminda geri yansiyan isinlarin (17) lazer diyot modüllere (18) gitmesi de
önlendigi için fiber lazer modül (100) ve dolayisiyla sistemin tümü muhtemel
hasarlardan korunmaktadir. Diger yandan geri yansiyan isin (17) ana hattan ayrildigi
için kirmizi lazer isini (131) ana hat üzerinden fiber lazer kesim makinesine (400)
gönderilebilmektedir.
Sac malzemenin (33) kesimi sirasinda geri yansiyan isinin (17) iletim hattinin (200)
kilif bölgesine kilavuzlan kismi CPS'Ier (26) üzerinden atilirken, çekirdek bölgesine
kilavuzlanmis olan geri yansiyan isin (17) lazer diyot modüllere (18) dogru ayni çap ve
özellikteki fiber komponentler ve aktif fiber (25) üzerinden ilerlemektedir.
Lazer diyot modüllere (18) dogru ilerleyen geri yansiyan isinin (17) ana hattan
ayrilmasina ve ayri bir hat üzerinden tasinmasina olanak saglamak üzere, birlestirici
çikis fiberinin (22) çekirdek yapisinda (222) ilerleyen geri yansiyan isin (17), birlestirici
çikis fiberi (22) ve birlestirici giris fiberinin (21) birlesim noktasindaki (30) çap farki
sayesinde, fiber çogaltici izolatör giris fiberinin (12) çekirdeginden (122) ziyade kilifina
(121) kilavuzlanmaktadir. Burada merkezdeki kirmizi lazer isinini (131) tasiyan fiber
çogaltici izolatör giris fiberi (12) için baslangiçta 10/125 olan çekirdek/kilif çapi
(122/121), belirli mesafede bu yapinin etrafindaki diger fiberler ile birlikte isil etki
altinda birlestirilip inceltilerek daha küçük bir çapa inmektedir. Digertaraftan bu yapinin
düsünüldügünde, birlestirici giris fiberinin (21) isitilip birlestirilerek inceltilmesini dikkate
almadigimiz durumda bile geri yansiyan isin (17) için 20 um'luk bir çekirdek (222)
çapindan 10 um°luk bir çekirdek (122) çapina geçis söz konusudur. Buradan da fiber
çogaltici izolatör giris fiberinin (12) çekirdek bölgesine (122) kilavuzlanan geri yansiyan
isinin (17), kilif bölgesine (121) kilavuzlanan geri yansiyan isina (17) kiyasla ihmal
edilebilir düzeyde oldugu görülmektedir. Fiber çogaltici izolatörün giris fiberinin (12)
kilif bölgesi (121) içerisinde ilerleyen geri yansiyan isin (17) da yapinin imkan tanidigi
ölçüde fiber kabloya (14) yöneltildiginden mevcut teknikteki standart uygulamanin
aksine yüksek oranda koruma saglamaktadir.
Çekirdek ve kilif yapilari kiricilik indis farkliliklarindan dolayi, içerisinde ilerleyen lazer
isinina karsi farkli dirençler göstermektedir. Bu nedenle fiber çogaltici izolatör giris
fiberinin (12) kilif bölgesine (121) kilavuzlanan geri yansiyan isinini (17) ana hattan
ayirmak için çekirdek (122) ve kilif (121 ) arasindaki kiricilik indis farkinin sebep olacagi
muhtemel kayip ve iç yansimalari önlemek amaciyla çekirdeksiz olarak tercih edilmis
olan fiber kablo (14), fiber çogaltici izolatör giris fiberine (12) belirli bir mesafede isi ile
kaynatilarak fiber çogaltici izolatör (11) olusturulmaktadir.
Geri yansiyan ve iletim hattinin (200) çekirdek bölgesinde hareket eden lazer isini (17),
ana hat üzerinde ilerlerken ana hat üzerinde bulunan yüksek yansiticili FBG (23) ve
düsük yansiticili FBG (28) bölgelerinde bu unsurlarin yansiticilik oranlari ölçüsünde
tekrar çikis yönüne dogru yönlendirilmektedir. Böylece toplam geri yansimanin büyük
bir bölümü tekrar çikis yönüne yönlendirilmis olmaktadir. Ancak lazer diyot modüllere
(18) dogru süzülen (yüksek yansiticili FBG(23) tarafindan yansitilamadan geçen)
isinlarin gücü, geri yansiyan isinin (17) gücünün parlak malzeme (33) kesimlerinde
özellikle delik açma(piercing) islemlerinde toplam gücün %100 üne kadar olabildigi
düsünüldügünde mutlaka dikkate alinmasi gereken bir büyüklüktür. Bulus
kapsaminda, geri yansiyan isinin (17) ana hattan ayrilarak farkli bir hatta aktarilmasi
sayesinde, lazer diyot modüllerin (18) zarar görme ihtimali ortadan kalkmis olmaktadir.
Bulus kapsaminda bahsedilen fiber çogaltici izolatör (11), fiber lazer modüllerde (100)
kullanilan CPS (18) komponentlerinin yerine de kullanilabilir. Bu yapida, soldan saga
tek bir kabloyla gelip ana hat üzerinden fiber kablo (14) ile iki hatta bölünen bir sistem
olacak sekilde ana hattaki fiberin çekirdek yapisinda lazer isini ilerlerken, kilif
bölgesinde kalmis olan lazer isinlari fiber kablo (14) ile bölünerek, fiber kablonun (14)
uç kismindan bloklama yapilabilecektir. Hatta bloklama yapilan bölgeye yerlestirilecek
sensörler ile fiber lazer sistemi çalisirken, gerçek zamanli olarak lazer diyot
modüllerden (18) gelen ve aktif fiber (25) tarafindan emilmeden kalan pompalama
gücü ve birlesim noktalarindan (30) kaynakli kilifa süzülen isinlarin meydana getirdigi
toplam güç de blçülebilir.
Claims (1)
1. Sac malzemelerin (33) lazer isini ile kesimini gerçeklestiren bir lazer kesim makinesine (400), bir fiber iletim kablosu (200) araciligiyla irtibatli olan ve lazer kesim makinesine (400) lazer isinlarinin tasinmasini saglayan fiber lazer modülü (100) olup özelligi, kesilen sac malzeme (33) yüzeyi üzerinden geri yansiyan isinin (17) ölçülebilmesini ve bu geri yansimalardan kaynakli olarak olusabilecek muhtemel hasarlarin önüne geçilmesini saglamak üzere; Yakin kizilötesi (NIR) araliginda isima yapan lazer diyot modüller (18), Bahsedilen lazer diyot modüllerin (18) çikislarina irtibatli lazer diyot modülü çikis fiberleri (19), Bahsedilen lazer diyot modülü çikis fiberleri (19) ile bilestirilmis olan ve lazer diyot modüllerden (18) çikan isinlarin bir sonraki komponente tasinmasini saglayan birlestirici giris fiberleri (21 ), Kirmizi lazer isini (131) yayan kirmizi lazer diyot (13), Bahsedilen kirmizi lazer diyot (13) çikisina bagli olan ve kirmizi lazer isinini (131) tasiyan bir fiber çogaltici izolat'or giris fiberi (12), Lazer diyot modüllerden (18) ve merkez girisine bagli olan kirimizi lazer diyottan (131) gelen isinlari toplayarak ana hatta ileten ve ana hattan gelen geri yansiyan isini (17), büyük oranda fiber çogaltici izolatör giris fiberinin (12) kilifina (121) kilavuzlayan bir birlestirici (20), Fiber çogaltici izolat'or giris fiberinin (12) irtibatli oldugu, kirmizi lazer isinini (131) ana hatta ileten ve irtibatli oldugu bir diger fiber optik kablo araciligiyla geri yansiyan isinin (17) ana hattan ayrilmasini saglayan bir fiber çogaltici izolatör (11), Bahsedilen geri yansiyan isinin (17) ana hattan ayrilmasi islevini gerçeklestiren, fiber çogaltici izolat'ore (11) irtibatli bir fiber kablo (14), Fiber kablo (14) araciligiyla ana hattan ayrilan geri yansiyan isinin (17) miktarini içerisindeki foto diyot(lar) ve fiber kablonun (14) uç kismina uygulanan yöntemlerle ölçmeyi saglayan bir 'ölçüm modülü (15) içermesidir. . Istem 1'e uygun fiber lazer modülü (100) olup özelligi, ana hat üzerinde kilif bölgesi içerisinde kalmis olan isinlari uzaklastirmayi saglayan CPS (26) içermesidir. . Istem 1'e uygun fiber lazer modülü (100) olup özelligi, fiber lazer sistemlerinde kavite olusumunu ve geri yansiyan isinin (17) ana hat üzerinde birlestirici çikis fiberinin (22) çekirdek bölgesi (222) ile es çaptaki çekirdek hatti içerisinde tasinan kisminin yansiticilik oranlari ölçüsünde tekrar çikis yönüne dogru yönlendirilmesini saglayan yüksek yansiticili FBG (23) ve düsük yansiticili FBG (28) içermesidir. . Istem 1”e uygun fiber lazer modülü (100) olup Özelligi, iletim kablosu (200) ile birlestirilmek üzere, birlestirici (20) çikisindan itibaren fiber lazer modülü (100) içerisinde lazer isinlarini tasiyan ana hatti olusturan, o Birlestirici (20) çikisina irtibatli birlestirici çikis fiberi (22), 0 Yüksek yansiticili FBG (23) izgaralarinin içine islendigi ve FBG yapisinin olusturuldugu fiber, (24) 0 Diger fiberlerden farki Yitterbium elementi ile katkilanmis olmasi olan aktif o CPS (26) yapisinin giris ve çikis fiberleri (27), 0 Düsük yansiticili FBG (28) izgaralarinin içine islendigi ve FBG yapisinin olusturuldugu fiber (29) içermesidir. . Istem 1'e uygun fiber lazer modülü (100) olup özelligi, bahsedilen fiber kablonun (14) çekirdeksiz fiber olmasidir. . Istem 1'e uygun fiber lazer modülü (100) olup özelligi, geri yansiyan isinin (17), fiber çogaltici izolatör giris fiberinin (12) çekirdeginden (122) ziyade kilifina (121) kilavuzlanmasini saglamak üzere birlestirici çikis fiberi (22) ile birlestirici giris fiberinin (21) birlesim noktalarinda (30) çap farki olmasidir. . Istem istem 5'e uygun fiber lazer modülü (100) olup özelligi, (12) fiber çogaltici izolatör giris fiberinin (12) kilif bölgesine (121 ) kilavuzlanan geri yansiyan isinin (17) ana hattan ayrilarak fiber kabloya (14) iletebilmesi için, çekirdek (122) ve kilif (122) arasindaki kiricilik indis farkinin sebep olacagi muhtemel kayiplari önlemek 'üzere çekirdeksiz fiber kablonun (14), fiber çogaltici izolatör giris fiberine (12) belirli bir mesafede isi ile kaynatilmis olmasidir.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2017/00931A TR201700931A2 (tr) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | Fiber Lazer Sistemlerinde Geri Yansıyan Işının Ölçülmesini Ve Sistemin Korunmasını Sağlayan Fiber Çoğaltıcı İzolatör Uygulaması |
| EP17921440.8A EP3571001A2 (en) | 2017-01-20 | 2017-12-19 | Fiber laser module for a laser cutting machine, using insulators of fibre coupling for providing the measurement of a retro-reflecting beam and protection of the fibre laser module |
| PCT/TR2017/050680 WO2019050492A2 (en) | 2017-01-20 | 2017-12-19 | FIBER COUPLER ISOLATOR APPLICATION FOR PROVIDING THE MEASUREMENT OF A RETRO-REFLECTED BEAM AND PROTECTION OF A FIBER LASER SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2017/00931A TR201700931A2 (tr) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | Fiber Lazer Sistemlerinde Geri Yansıyan Işının Ölçülmesini Ve Sistemin Korunmasını Sağlayan Fiber Çoğaltıcı İzolatör Uygulaması |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TR201700931A2 true TR201700931A2 (tr) | 2018-07-23 |
Family
ID=64606165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TR2017/00931A TR201700931A2 (tr) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | Fiber Lazer Sistemlerinde Geri Yansıyan Işının Ölçülmesini Ve Sistemin Korunmasını Sağlayan Fiber Çoğaltıcı İzolatör Uygulaması |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3571001A2 (tr) |
| TR (1) | TR201700931A2 (tr) |
| WO (1) | WO2019050492A2 (tr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109332904A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-02-15 | 湖州久智自动化技术有限公司 | 具有定位机构的建材切割装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113275795B (zh) * | 2021-05-19 | 2023-11-10 | 湖南蓝天智能装备科技有限公司 | 一种新型焊接滚轮架的电极安装结构 |
| CN115582637B (zh) * | 2022-11-22 | 2023-06-30 | 长春森酉科技有限公司 | 一种激光切割漏工序自动检测系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6124956A (en) * | 1997-12-04 | 2000-09-26 | Nortel Networks Limited | Optical transmitter output monitoring tap |
| US8111275B2 (en) * | 2009-05-15 | 2012-02-07 | Eastman Kodak Company | System for optically adjusting an imaging head |
| EP3689530B1 (en) * | 2010-09-13 | 2023-09-13 | IPG Photonics Corporation | Industrial high power fiber laser system with optical monitoring assembly |
| US20150266134A1 (en) * | 2012-10-26 | 2015-09-24 | Komatsu Industries Corporation | Fiber laser processing machine, fiber connection method and fiber laser oscillator |
| CN106575848B (zh) * | 2014-07-04 | 2019-11-26 | 古河电气工业株式会社 | 光纤激光装置 |
-
2017
- 2017-01-20 TR TR2017/00931A patent/TR201700931A2/tr unknown
- 2017-12-19 WO PCT/TR2017/050680 patent/WO2019050492A2/en not_active Ceased
- 2017-12-19 EP EP17921440.8A patent/EP3571001A2/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109332904A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-02-15 | 湖州久智自动化技术有限公司 | 具有定位机构的建材切割装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3571001A2 (en) | 2019-11-27 |
| WO2019050492A2 (en) | 2019-03-14 |
| WO2019050492A3 (en) | 2019-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12235467B2 (en) | Splice with cladding mode light stripping | |
| KR102162811B1 (ko) | 로우 모드 고출력 광섬유 컴바이너 | |
| KR102217718B1 (ko) | 멀티 모드-멀티 모드 광섬유 컴바이너를 갖는 초고출력 광섬유 레이저 시스템 | |
| EP3689530B1 (en) | Industrial high power fiber laser system with optical monitoring assembly | |
| US10751833B2 (en) | Fiber coupling device | |
| US10374378B2 (en) | Light trap for high power fiber laser connector | |
| US10830953B2 (en) | Apparatuses for coupling radiation out of an optical fiber | |
| EP2479594A1 (en) | Robust pigtail system for high power laser modules | |
| TR201700931A2 (tr) | Fiber Lazer Sistemlerinde Geri Yansıyan Işının Ölçülmesini Ve Sistemin Korunmasını Sağlayan Fiber Çoğaltıcı İzolatör Uygulaması | |
| US7400794B1 (en) | Transport optical fiber for Q-switched lasers | |
| EP2297602A1 (en) | Method and apparatus for verifying the termination quality of an optical fiber interface in a fiber optic cable connector | |
| CN109416447B (zh) | 高数值孔径光剥离器 | |
| US20230261431A1 (en) | Laser system comprising an optical fiber unit, and method for assessing an input coupling quality of the input coupling of useful light into an optical fiber unit | |
| TWI788076B (zh) | 光纖模組及其製法 | |
| CA2724342C (en) | Hollow core waveguide for laser generation of ultrasonic waves | |
| CN109844588B (zh) | 剥离包层模式光的接头 | |
| JP7122671B2 (ja) | 集光光学ユニット及びそれを用いたレーザ発振器、レーザ加工装置、レーザ発振器の異常診断方法 | |
| CN106159654A (zh) | 一种新型指示监控两用的带尾纤的激光二极体系统 | |
| TW201007238A (en) | Block-terminated fiber for laser generation of ultrasonic waves | |
| Bowden et al. | A high-energy fibre-to-fibre connection for direct optical initiation systems | |
| KR100232635B1 (ko) | 레이저 전송용 광섬유 손상 감시장치 |