深圳易创电子科技有限公司生产的均匀线激光器采用鲍威尔棱镜,根据客户需求定制参数(扇角、波长、功率、线宽、工作距离等),产品可靠,抗干扰能力强,是机器视觉、3D扫描和测量、光谱共焦、生物医疗的最佳选择。
【基础】一字线激光是如何生成的?
能生成一字线激光的器件有柱镜/波浪镜、鲍威尔棱镜和DOE衍射元件,这三种方式比较常见;器件材料有塑料和玻璃。其中前2种方法都属于几何光学的内容,DOE属于衍射光学的技术,它们各有优劣。我们重点讲述以鲍威尔棱镜为主的一字线激光器,其他方法生成一字线的产品,不建议甚至反对用到工业机器视觉领域,特别是3D测量领域。
以下是鲍威尔棱镜实现光束一字线原理示意图,可以看到鲍威尔棱镜有个曲线的屋脊,该屋脊曲线的加工品质将决定一字线激光的品质。如果您熟悉Zemax,模拟设计一下该屋脊曲线的分布函数并与柱镜进行对比分析,就能明白他们的差异。不熟悉也不要紧,记住了三种方法里,鲍威尔棱镜是王者,选它是不闹心的第一步。
第一类闹心事:均匀性指标之谜
两端亮或中间亮,粗细不均匀,亮度不均匀
明白了这个道理,挑选时就问厂家“你们如何保证入射光斑直径和鲍威尔棱镜匹配”?问得专业,答得专业,才是你不闹心的根本。对于厂家而言,如何提高这种匹配度,则就是核心竞争力了。
第二类闹心事:容易坏,用着就变暗了,激光器还活着但仅微微发光
原因非常简单:电流过阈值导致LD被击穿或LD长期处于规格书中Max上限值工作。网上一搜一大把的驱动电路原理图,可以用,但魔鬼隐藏于细节。
出现这种情况的情形包括:电路设计有问题,无ESD保护或使用了不恰当的电容器件。LD激光二极管属于静电敏感器件,很脆弱娇贵怕静电。分析了很多恒流源设计电路,有PWM信号调节存在过冲电流、刚上电瞬间峰值电流尖刺、外接地电流泄露等各种问题,甚至有些驱动板针对A厂LD很稳定,B厂LD就容易出现问题。存在这些问题的电路,如果有厂家封好为成品无需外接控制卡时,不容易暴露出问题,但机器视觉领域总是要外接控制卡与相机同步,这样就会暴露出这类产品的局限性。
怎么解决和避免这类事情?做好防静电措施,安装调试环境必须良好接地、人员带静电环操作、增加释放静电装置,可以有效避免安装调试中的问题。同时,选择合理的设计也非常关键,最为核心的是器件标准必须采用工业级标准的元器件,任何一个小器件的品质不过关都会导致设计品质失效。检测上,激光器模组通过ESD4KV静电测试、电压浪涌检测等环节非常重要,这需要厂家设计与组装工艺的共同打磨,缺乏设计能力无法从根上解决此类问题。
这类闹心事遇到了,从用户角度就只能抓紧换厂家,选择专业的工业机器视觉激光器厂家。从厂家角度则必须抓紧检讨设计、测试出隐患,通过高强度的测试验证来查找出设计缺陷,包括电路和结构体。因为用户场景千奇百怪,唯一能做的事情就是不断积累经验快速迭代提高品质。
第三类闹心事:红绿蓝紫,价格从几十块钱到上万块钱,咋选择?
这类事情纯属经验不足,希望看完本篇小知识就能解决。波长的选择是依赖于应用场景的,红光在塑料等非金属材料表面具有良好的可识别性,加上很多相机的响应曲线在红色波段比较好。因此,你会看到非常多的机器视觉项目采用红光。蓝光在金属材料表面具有更加好的可识别性。绿光波长处在红蓝之间,人眼感知最强烈,功率非常小的绿光人眼感知会觉得亮度非常高,希望人眼感知强烈的场景绿光当然是首选,但不希望人眼感知的场景,则选择800~940 nm这样不可见光波段的激光器。因此,核心因素还是应用场景和相机配置,这两个因素决定了应选择那个波长的激光器。
至于价格是否闹心,则仁者见仁智者见智。1万元的激光器,能被市场接受的原因在于:线宽非常细10~100 μm、一致性非常高千套指标的偏差可以维持在5%之内、均匀性95%以上、直线度不超过千分之一,加上品牌溢价,本质是花钱买安心,花钱用别人的长处来增加自己产品的竞争力。撇开品牌溢价,上千元的激光器,其性能指标绝对要比几百的激光器要高出不少,因此,脱离性能指标的讨论价格,就是闹心根源。