[實用新型]一種光纖激光合束器

有效

• 申請號: 201320599753.X
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN203480085U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 施建宏;閆大鵬;李成;李立波;黃中亞
• 申請（專利權）人: 武漢銳科光纖激光器技術有限責任公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/255
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術領域：

本實用新型屬于光纖激光器技術領域，涉及一種光纖激光合束器，用于將多路高功率激光器輸入的信號，合成為一個輸出，達到提高光纖激光器輸出功率、同時保證光束質量的目的。?

背景技術：

光纖激光器是繼傳統氣體激光器和固體激光器后的第三代新型激光器，具有結構緊湊、壽命長、免維護、光束質量好、節能環保等優點，已成功應用于機械加工、醫療、汽車制造及軍事等領域。隨著其應用領域的不斷拓展，如汽車制造、傳播制造等行業中厚金屬板的激光器切割和焊接，希望光纖激光器的輸出功率達到數千瓦至數十千瓦。?

雖然目前單根光纖的輸出功率已經突破2000W，但僅限于實驗室水平，且由于摻雜光纖內的非線性效應以及熱損傷等物理機制的限制，單根光纖輸出功率的進一步提升將非常困難，目前成熟的單個光纖激光器功率單元一般功率在1500W左右。?

為提高光纖激光器的輸出功率，這就需要將多個光纖激光器功率單元合為一束輸出，主要有相干合成和非相干合成兩種方法。光纖激光器的相干合成結構較為復雜，且不易調節，可靠性、穩定性不佳，目前國內外報道實現最高功率僅為數千瓦，不適合應用于高功率光纖激光器產品中。光纖激光器的非相干合成主要有光柵法、布拉格體光柵法等，但這些自由空間元件要求精度高且穩定性差，也不適合用于制造高功率光纖激光器產品。?

傳統的光纖功率合束器一般采用多根光纖拉錐，成為一束，再與一根光纖熔接，最后與光纖跳線熔接，作為輸出端輸出。該方案由于光纖合束器與光纖跳線是兩個部件，使得可靠性大為下降且成本很高；由于存在兩個熔接點，器件的損耗較高，對于1KW以上高功率，每增加0.5%的損耗，器件可靠性、穩定性會下降10%以上；由于器件中間存在很長一段多模光纖，經過耦合以后光束質量大為影響。?

發明內容：

本實用新型的目的為了克服現有技術存在的缺陷和問題，提供一種光纖激光合束器，?克服了相干合成功率不高、穩定性差，傳統功率合成光束質量差、成本高等缺陷問題，實現了多束激光，高功率、高光束質量合成。?

本實用新型涉及用于光纖激光器功率合成的激光合束器及傳輸系統，包括多路激光輸入信號，激光合束器，高功率端帽，以及固定上述裝置的固定座以及光纖光纜。所述激光合束器其特征在于，輸入端為多路激光信號，通過通過熔融拉錐，結合為一束光纖束，通過熔接，使得光纖束與輸出端帽結合，該光纖束與端帽固定于一機械件內，多束光纖束固定于光纜內，使得結合成一整體。本實用新型通過光纖束與端帽直接熔接方式，使得多束激光合束，減小了損耗，減小了模式影響造成的光束質量惡化。該發明，在一個器件上實現了多個器件的功能，具有體積小、可靠性高，集成度高等優點，能夠在保證高光束質量的基礎上，實現高功率激光合束。?

一種光纖激光合束器，包括多根激光輸入光纖、端帽、機械件、光纜，其特征在于：多根激光輸入光纖的一端通過熔融拉錐，結合為一束光纖束，光纖束與端帽熔接，且光纖束與端帽固定于一機械件內，多根激光輸入光纖固定于光纜內，結合成一整體。?

激光輸入光纖為單模光纖或多模光纖。?

激光輸入光纖為單包層光纖、多包層光纖、光子晶體光纖、保偏光纖、多芯光纖、光纖束或者有源光纖。?

多根激光輸入光纖的一端通過熔融拉錐結合為一束光纖束，光纖束端通過切割或者磨拋使得其端面齊平。?

多根激光輸入光纖通過旋轉打絞或者穿一套管內，結合成一束，通過融拉拉錐使得彼此結合，熔融拉錐加熱使用氫氧火焰、石墨絲、激光或電極放電方式；加熱的方式是直接熱接觸或者間接熱傳導。?

光纖束端面齊平后直接與一端帽熔接，采用氫氧火焰、石墨絲、激光或電極放電方式熔接。?

所述端帽的材料為高純熔融石英、氟化鈣、氟化霉、寶石、硅或硒化鋅。?

所述端帽的一端與光纖束熔接，另外一端磨拋呈圓弧狀，端面鍍膜。?

本實用新型通過光纖束與端帽直接熔接方式，使得多根激光輸入光纖合束，減小損耗，減小模式影響造成的光束質量惡化。本實用新型在一個器件上實現了激光合束與激光傳輸等多個功能，具有體積小、可靠性高，集成度高等優點，能夠在保證高光束質量?的基礎上，實現高功率激光合束。?

附圖說明：

圖1是本實用新型實施例提供的的主視圖。?

圖2是本實用新型的光纖束切割后端面示意圖。?

圖3、4分別是本實用新型的光纖束與端帽熔接后激光傳播示意圖。?

圖5是本實用新型的7束激光在端帽端面光束示意圖。?

具體實施方式：