[發明專利]一種圓形結構的高功率全光纖激光器

在審

• 申請號: 201310732409.8
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103825165A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王巍;向政;王國棟;宋偉;馬建立;尹宜勇;王學鋒;于淼
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種圓形結構的高功率全光纖激光器，屬于光纖激光器結構設計領域。?

背景技術

全光纖激光器具有體積小、重量輕、彎曲損耗小、溫控點少、性能穩定的優勢。大量光纖需要以適當的方式排布在結構件中，需要避免光纖彎曲半徑過小造成的應力損傷，同時要有利于散熱和抗振。充分考慮泵浦源LD、合束器、光纖光柵等設備四周的大曲率環形空間，進行增益光纖的排布，既可以節省空間，又可以減少光纖的彎曲程度和彎曲漏光損耗。光纖激光器結構設計也需考慮環境中引入的振動或沖擊干擾，采取適當措施，減輕振動沖擊帶來的影響。?

現有的光纖激光器是將光纖環繞在圓柱體結構上，這種設計易發生光纖過緊產生應力損傷或光纖曲率半徑太小導致漏光損耗，要求圓柱體的直徑足夠大，因此造成激光器空間利用率不高，體積重量大；同時，存在光纖到圓柱體再到基座散熱途徑較長，不利于散熱控溫。?

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種圓形結構高功率全光纖激光器，避免了因光纖纏繞拉緊的應力損傷，降低了彎曲漏光損耗；同時節省了空間，降低了激光器的整體體積重量；減少了控溫點，使得光纖激光器泵浦源LD、合束器、增益光纖統一控溫，降低了系統的復雜度，有利于激光的穩定輸出。?

本發明的技術解決方案是：一種圓形結構的高功率全光纖激光器，將光纖、泵浦源LD、合束器、光纖光柵放置在在一塊圓盤形結構上。泵浦源LD、?合束器、光纖光柵排布在圓盤中央，光纖自然彎曲平鋪盤繞在四周；二次電源、電路部分也平鋪在一塊圓形結構件上。光纖、泵浦源LD、合束器、光纖光柵所在構件作為光纖激光器的基底，電路板和二次電源所在構件作為上蓋，構成完整的光纖激光器，除預留與外部設備安裝接口外，無突出結構。光纖激光器采取整體減振結構設計，光纖激光器的LD、合束器、光纖光柵、二次電源、電路與結構體剛性連接。在光纖激光器4個連接點添加金屬減振器，與外部設備連接。?

具體結構如下：包括光纖、泵浦源LD、合束器、光纖光柵、二次電源、電路板、基座、上蓋和減振器；泵浦源LD、合束器、光纖光柵，分散布置在基座的中央位置；基座邊緣根據光纖長度和光纖直徑刻槽，光纖自然盤繞在凹槽底部，無須應力拉緊；電路板和二次電源平鋪安裝在上蓋上；泵浦源LD、合束器、光纖光柵、二次電源、電路板與結構件剛性連接，光纖激光器與外部設備用減振器連接，光纖激光器通過減振器實現激光器的安裝固定；光纖激光器整體外觀呈扁平圓臺形狀，除了安裝接口，無突出結構。?

所述基座上光纖環繞在泵浦源LD、合束器和光纖光柵設備的四周。?

所述基座邊緣刻槽為螺紋狀，光纖自然盤繞在凹槽底部。?

所述圓臺直徑大于圓臺高度，圓臺側面與圓臺頂面倒角過渡，無鋒利邊緣。?

本發明與現有技術相比有益效果為：?

(1)本發明結構設計避免因光纖纏繞拉緊的應力影響或彎曲半徑太小造成較大的漏光損耗，將光纖平鋪在結構件上，自然松弛彎曲盤繞。?

(2)本發明結構設計節省了空間，使得光纖激光器整體體積、重量較小。?

(3)本發明減少了控溫點，實現了泵浦源LD、增益光纖、合束器的統一控溫，降低了系統的復雜度。?

附圖說明

圖1為泵浦源LD、光纖、相變材料的安裝結構截面示意圖；?

圖2為泵浦源LD和光纖的安裝結構外觀；?

圖3為二次電源和電路板的安裝結構外觀；?

圖4為光纖激光器整體外觀；?

圖5為本發明中減振器的結構圖。?

具體實施方式

本發明全光纖激光器包括二次電源、電路、泵浦源LD、合束器、光纖光柵、光纖等組成部分。?

(1)光纖2、泵浦源LD1、合束器7、光纖光柵6的結構?

光纖2、泵浦源LD1、合束器7、光纖光柵6放置在在一塊圓盤形結構上，如圖2所示，結構件材料選用導熱效率較高的金屬鋁。泵浦源LD1、合束器7、光纖光柵6排布在圓盤中央，在圓盤邊緣根據光纖長度和光纖直徑刻槽，光纖自然盤繞在凹槽底部，無須應力拉緊。各個器件與鋁制結構件充分接觸，盡量增大散熱總面積。在圓盤結構底部安裝散熱設備，控制圓盤基底溫度。對于高功率光纖激光器，需要多個泵浦源LD1，這些泵浦源LD1分散平鋪在鋁制圓盤形基座5上，如圖2所示。?

(2)二次電源8、電路板9的結構?

光纖激光器二次電源8、電路板9也平鋪在圓形鋁制結構件上，如圖3所示，二次電源8和電路板9緊貼結構，在保證散熱面積最大化的同時，排布盡量緊湊。?

(3)光纖激光器整體外觀?