看激光指向稳定系统，是如何大幅提高龙门系统激光加工的精度！

激光加工作为一种无接触式加工，以其可控性好、加工效率高、材料损耗低等特点，在与传统加工方式的比较中脱颖而出，成为很多人的选择，常见的有激光切割和激光焊接。

目前振镜或焊接头与龙门系统架相结合是常见的激光加工组合方案。在加工过程中，焊接头随龙门架移动或振镜扫描，促使激光在靶面移动，进而实现高精度的激光切割或焊接操作。然而，随着机器规模增大，光束路径延长，在加工过程中会出现机械结构件的膨胀、龙门系统的振动以及导轨平行度以及空气扰动，这使得要实现微米甚至亚微米精度的控制愈发困难。在科学研究应用中，虽可采用封闭或抽真空束线管规避空气波动，但在龙门架系统中此方法并不适用，多数情况下需采用自由梁。对此，昊量光电独代的德国TEM公司的主动式激光光束指向稳定系统能够解决这个问题，其在高速高精度伺服回路中利用两个或多个快速驱动反射镜，达成亚微米和亚微弧度级别的指向稳定精度。

 

1.光路布置简单

整套指向稳定系统系统包含两个反射镜、一个探测器和一个控制器，光路搭建简单。将其中一个反射镜放置在激光器出光口，另一个反射镜放置在加工面前，通过分光镜或者反射镜的漏光，采一束样品光进入探测器，样品光需要的功率大约1mw，探测器可同时检测近场光和远场光，由此将光束的位置可唯yi确定。当激光指向发生变化，探测器所探测到的信号会发生变化，随后控制器对信号进行处理，并控制反射镜偏转，将光束调整会zui开始设定的位置。

2.响应速度快

在进行锁定之前会进行自由度的解耦，即将光束的角度X和Y方向以及位置X和Y方向的偏移进行解耦，实现通过四个反射镜控制单一自由度，得到解耦矩阵。当系统发现光束的角度或者位置偏移之后，根据偏移信息和解耦矩阵可以直接计算得到反射镜每一个轴需要移动的量，减少多自由度耦合情况下会出现的反复调节。

此外压电陶瓷可以保证极高的响应速度，在光束偏转的第1时间就能够将光拉回来，通过调整控制PID算法的参数可以实现不同响应速度的切换，可达毫秒量级。

3.可调范围大

高响应速度的压电陶瓷也存在偏转角度小的问题，与其他品牌只有压电陶瓷的同类型产品相比，德国TEM公司提供的主动式指向稳定系统配套的反射镜还配有电动马达，能够实现大角度的偏转，Max偏转角可达18°。

根据大偏转角和大光斑，厂家还提供多种型号的探测器进行选择。如果光斑和偏转角都比较小，可以使用标准的探测器；如果光斑比较大，可以在探测器前端增加缩束系统和使用短焦系列的探测器，实现大范围的探测。

4.控制精度高

该系统配套的位敏探测器的探测精度极高，可以达到4nm和4nrad，同时在电路系统中增加稳定可靠的降噪系统和放大电路，信噪比大于60db，配合行程分辨率极高的压电陶瓷，整套系统的精度zui高可以达到十纳米和十纳弧度级别。

5.可二次开发

除了基础的激光指向稳定之外，该系统还可以通过RS232或者以太网口的形式以ASCII码的方式实现二次开发，功能包括启动指向锁定功能、控制光斑移动（单独控制一束光的位置移动和角度移动）、读取光斑位置信息和检测功率变化等。

 

德国的TEM公司成立于1988年，涉足的应用领域广泛，包括激光电子学、光学测量技术、控制工程以及自动化技术等，其研发设计生产的主动式激光指向稳定系统、功率稳定系统、以及相位锁定等产品能够有效解决客户在使用激光器过程中因为环境以及激光器本身所造成的不稳定现象。而作为该公司的主推产品，指向稳定系统能够有效解决激光器的温漂以及环境扰动和机械振动带来的激光指向变化，如果您目前正收到激光指向相关的困扰，相信我们的产品能够解决您的问题！

上海昊量光电作为德国TEM公司在中国大陆地区总授权代理商以及指向稳定系统产品的独代，为您提供专业的产品技术服务。如您对于德国TEM公司的产品有兴趣或者任何问题，都随时欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。

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