[發明專利]基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器

有效

• 申請號: 201410422596.4
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104332809A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 胡小波;李剛
• 申請（專利權）人: 深圳市創鑫激光技術有限公司;鞍山創鑫激光技術有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/106
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本發明涉及一種光纖激光器，特別是一種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器，屬于激光設備領域。

背景技術

傳統的脈沖光纖激光器，特點是諧振腔內加入了開關調制器件，所以其輸出的激光以高能量脈沖的方式輸出(如圖3所示)，傳統調Q光纖激光器在諧振腔內插入調Q開關來實現脈沖輸出，由于脈沖寬度與激光器諧振腔腔長成正比，因此，傳統調Q光纖激光器只能實現固定脈寬的脈沖輸出，無法實現激光脈沖脈寬的可調，對于一臺平均功率確定的脈沖光纖激光器，在重復頻率一定的情況下，由于脈寬不可調節，其每個脈沖的峰值功率是固定的，限制了脈沖光纖激光器的應用靈活性。

在材料加工中，影響加工質量和生產能力的一些關鍵參數包括：峰值脈沖功率、脈沖能(mJ)、脈沖頻率、平均功率、脈沖持續時間即脈寬和光束質量(M2)。例如：在加工敏感材料時，需要仔細控制熱輸入，通常最好采用較短的脈沖和較高的重復率，這就要求激光器的激光脈寬窄、峰值功率高。而在深度雕刻時，最好的雕刻質量卻不是在峰值功率最高時取得，這就又要求激光器激光脈寬略寬、峰值功率略低。如果用戶使用傳統的脈沖光纖激光器來加工不同特性的材料，為了達到較佳效果，就要配備不同的激光器，大大增加了成本，如果共用加工平臺，需要更換激光器，更是影響了加工效率。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器，它具有脈寬可靈活調整的優點，使其應用更加靈活、加工效率更高。

本發明的技術方案：一種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器，包括光路模組和電路模組；

所述光路模組包括同軸依次連接的泵浦源、諧振腔、聲光開關、第一光纖放大器、隔離器和第二光纖放大器，聲光開關通過電信號驅動；

泵浦源用于產生泵浦激光；諧振腔用于將所述的泵浦激光轉換成連續激光；聲光開關用于將連續激光調制成脈沖激光，并根據電信號的脈寬不同，把連續激光調制成不同脈寬的脈沖激光；第一光纖放大器和第二光纖放大器用于將脈沖激光進行功率放大；

所述電路模組包括泵浦驅動電路、聲光驅動電路、輸出控制電路和保護電路，其中泵浦驅動電路與泵浦源電連接，聲光驅動電路與聲光開關電連接；

泵浦驅動電路用于驅動泵浦源，產生泵浦激光；聲光驅動電路用于驅動聲光開關，使聲光開關將連續激光調制成脈沖激光，并且根據電信號的脈寬不同，實現不同脈寬激光脈沖的輸出；輸出控制電路用于通過人機界面設置輸出激光的脈寬、重頻和功率，實現對激光器輸出的控制；保護電路用于光纖激光器的光路監測和保護。

前述的這種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器中，所述泵浦源包括m個泵浦激光器，m為自然數。m為1、2、3、4、5……

前述的這種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器中，所述諧振腔內設有依次連接的高反射鏡、(N+1)*1個第一合束器、第一增益光纖和低反射率光纖光柵，所述第一合束器的m個泵浦端(m小于等于N)連接于所述的m個泵浦激光器；低反射率光纖光柵與聲光開關的輸入端連接。

前述的這種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器中，所述諧振腔內設有依次連接的寬帶高反射率光纖光柵、(N+1)*1個第一合束器、第一增益光纖和低反射率光纖光柵，所述第一合束器的m個泵浦端(m小于等于N)連接于所述的m個泵浦激光器；低反射率光纖光柵與聲光開關的輸入端連接。

前述的這種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器中，所述第一光纖放大器和第二光纖放大器的結構相同，均包括(N+1)*1個第二合束器、第二增益光纖和m個第二泵浦激光器；所述第一光纖放大器內的第二合束器與聲光開關的輸出端連接，第一光纖放大器內的第二增益光纖與隔離器的輸入端連接；第二光纖放大器內的第二合束器與隔離器的輸出端連接。

前述的這種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器中，所述增益光纖為摻鐿雙包層光纖。

前述的這種基于聲光開關的脈寬可調脈沖光纖激光器中，所述第一光纖放大器內的第二合束器與聲光開關的光纖熔接點處設置有第一光電探測器；第二光纖放大器的尾部設置有第二光電探測器。第一光電探測器和第二光電探測器用于探測光信號，在探測不到光信號的時候保證整個裝置的運行安全。