[發明專利]一種光纖激光器光路系統

在審

• 申請號: 201410419723.5
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104242024A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 施建宏;閆大鵬;李成
• 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: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/0941;H01S3/04
• 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：

本發明屬于光纖激光器技術領域，用于將復雜的光纖激光器光路系統，集成于一簡單的光纖激光器光路系統中，該發明具有體積小、可靠性高，集成度高、成本低等優點，能夠在保證高光束質量的基礎上，實現高功率激光穩定輸出。

技術背景：

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。

傳統光纖激光器由：電路控制單元、半導體泵浦單元、光纖激光光路單元、功率傳輸單元組成。其中光纖光路單元與功率傳輸單元是光纖激光器區別于半導體激光器的關鍵。目前，商用的光纖激光器都是把這兩部分作為單獨組件，進行裝配。

光纖激光器與半導體激光器是目前最新一代的激光器，相比于光纖激光器，半導體激光器由于沒有有源光纖光路單元，所以成本、轉換效率、體積等方便有比較明顯優勢；另外隨著光束合束技術的發展，半導體激光器在光束質量上面，正逐步接近光纖激光器，在一些焊接、切割、熔覆等領域正逐步替代光纖激光器。但是在一些精密切割、打標等加工領域，需要近單模光束輸出，這方面，是半導體激光器無法取代的。

發明內容：

本發明的目的提供一種光纖激光器光路系統，通過整合，把激光光路單元與傳輸單元，結合成一個整體，不僅使得激光器的結構更加緊湊，而且成本得到大幅度降低。

本發明的通過以下技術方案來實現：

一種光纖激光器光路系統，包括激光輸入耦合裝置、傳輸光纖、光纖光柵、光纖端帽、水冷系統、固定座以及光纖光纜，其特征在于：輸入端激光通過激光輸入耦合裝置，耦合進入傳輸光纖，傳輸光纖一端刻有高反的光纖光柵，另一端刻有低反的光纖光柵，傳輸光纖輸出端熔接端帽，以上激光輸入耦合裝置和端帽分別固定于兩個固定座上，整個光路系統封裝在水冷系統內，水冷系統外側包圍光纖光纜。

一種光纖激光器光路系統，包括激光輸入耦合裝置、傳輸光纖、光纖端帽、水冷系統、固定座以及光纖光纜，其特征在于：輸入端激光通過激光輸入耦合裝置，耦合進入傳輸光纖，傳輸光纖輸出端熔接端帽，激光輸入耦合裝置和端帽分別固定于兩個固定座上，整個光路系統封裝在水冷系統內，水冷系統外側包圍光纖光纜；在激光輸入耦合裝置、光纖端帽表面鍍膜，形成激光腔體。

輸入激光通過激光輸入耦合裝置耦合進入傳輸光纖的纖芯或包層。

所述的激光輸入耦合裝置直接與傳輸光纖熔接或通過空間耦合進入傳輸光纖。

所述的激光輸入耦合裝置是錐形光學棒、NX1合束器、(N+1)x1合束器或光學透鏡。

傳輸光纖全部是參雜光纖或部分是參雜光纖，部分是非參雜光纖。

傳輸光纖輸出端熔接端帽，端帽的材料為耐高功率材料，選擇高純熔融石英、氟化鈣、氟化鎂、寶石、硅或硒化鋅材料。

上述激光輸入耦合裝置、光纖端帽固定于固定座上，激光輸入耦合裝置、傳輸光纖、光纖光柵、光纖端帽，通過同一水冷裝置進行水冷散熱。

水冷裝置外側包圍一層光纖光纜以保護該光路系統。

本發明通過制作不同規格的光路系統，可以對同一輸入光源進行擴展。比如，切割、焊接、熔覆，三者對于光束質量要求各不相同，對于光纖直徑也各自不同。我們根據本發明通過更換不同規格的光路系統，可以滿足客戶不同需求，并且更換過程簡單，易于操作。比如對于熔覆，我們選擇非參雜傳輸光纖，可以直接把輸入半導體激光耦合進入光路系統；對于切割，我們選擇參雜光纖，兩端制作光柵，可以輸出高功率單模激光。

本發明用于將復雜的光纖激光器光路系統，集成于一簡單激光傳輸系統中，該發明具有體積小、可靠性高，集成度高、成本低等優點，能夠在保證高光束質量的基礎上，實現高功率激光穩定輸出。本發明利用同一半導體泵浦源，通過更換不同部件，可以使得最后輸出激光在光纖激光與半導體激光之間轉換，大大增強了激光器的多樣性。

附圖說明：

圖1是本發明實施例提供的的結構示意圖。

圖2是輸入915nm泵浦激光，輸出1064nm單模激光的示意圖；

圖3是輸入915nm，輸出是915nm，輸入耦合裝置是耦合透鏡，通過空間光路整合，耦合進入光纖纖芯的示意圖；

圖4是輸入915nm，輸出是915nm，輸入耦合裝置是錐形石英棒，通過熔接，耦合進入光纖的示意圖；

圖5是本光路系統與各個激光模塊組成的激光系統示意圖。

圖6是本光路系統與各個激光模塊組成的MPOA激光系統示意圖。

具體實施方式：