聊到pump激光器自动耦合设备,很多采购工程师第一关注点往往是耦合速度与重复损耗指标,却容易忽略悬停稳定性这一项关键参数。事实上,悬停性能直接决定 UV 固化之后器件最终的耦合损耗,是评估一台耦合设备能否用于批量量产不可忽视的指标。
pump激光器耦合固化的完整过程可以拆分为两个阶段。第一阶段是主动寻优,设备不断调整光纤相对透镜的三维空间位置,根据实时光功率反馈,搜寻光功率最大的最优工作点位;第二阶段就是固化锁位,保持光纤停留在最优位置,开启UV紫外灯照射,胶水逐步完成固化定型。胶水在紫外固化过程当中会发生轻微收缩。如果运动平台本身的悬停抗漂移能力不足,光纤在固化期间发生微小位移,光路就会偏离刚刚找到的最佳位置,直接造成成品光功率下降、插入损耗变大,良率随之受损。
在人工耦合时代,熟练操作员需要用手一直稳住光纤夹具,直到胶水完全固化,以此尽量抵消位移带来的负面影响。但人为操作本身就存在不可控因素,长时间作业后手部轻微抖动同样会带来偏差,这也是人工生产批次一致性差的根本原因。当转向自动化产线建设,就需要依靠设备硬件与控制算法,来解决固化阶段的悬停锁位难题。
放眼市面上的耦合装备,不同厂商对于悬停指标的管控能力差距明显。海外 ficonTEC 的机型凭借成熟的基座与伺服控制,长期在高端项目当中得到验证;国内设备厂商镭神技术、来勒光电等也针对该项指标开展专项攻关。武汉来勒光电的 Pump 激光器耦合系统,找光至最大功率位置之后,五分钟悬停状态下功率变化率<1%。这套指标背后,依托大理石基座减震、高性能多维直线电机闭环反馈以及自研的位置锁定算法。除悬停稳定性之外,设备还实现 20 秒以内快速耦合,耦合重复性< 0.2dB;视觉引导完成蝶形壳体内部自动穿纤;自动点胶模块可以把胶层厚度精度控制在±5μm。
镭对于器件制造企业而言,选型时不能只看标称的寻优速度,一定要重点验证固化阶段的悬停稳定性。悬停锁位能力,是自动化设备替代人工、实现大批量稳定量产的基石,也是国产耦合装备走向成熟的重要标志。