[發明專利]高功率光纖激光的選擇性多通道輸出系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201611178125.9
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN108206448A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 韓志剛;李登科;沈華;朱日宏;尹路;孟令強;黃哲強;閆明鑒;葛詩雨;湯亞洲;於安琪;方澤遠;王爭;任大良;張秋庭;舒劍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

本發明公開了一種高功率光纖激光的選擇性多通道輸出系統及其控制方法，包括驅動模塊、多通道輸出終端和若干個并聯設置的單模光纖激光器；若干個單模光纖激光器輸入端與驅動模塊并聯，輸出端與多通道輸出終端并聯。所述單模光纖激光器包括獨立驅動電源、半導體泵浦源、多模光纖、高反射率光纖光柵、摻鐿光纖和低反射率光纖光柵，獨立驅動電源通過導線分別與驅動模塊和半導體泵浦源連接，半導體泵浦源通過多模光纖與高反射率光纖光柵連接，高反射率光纖光柵通過摻鐿光纖和低反射率光纖光柵連接，低反射率光纖光柵通過光纖接入多通道輸出終端。本發明不需要振鏡、可靈活的選擇性輸出光源、提高了高功率光纖激光器應用的效率。

技術領域

本發明屬于光纖激光器技術領域，具體涉及一種高功率光纖激光的選擇性多通道輸出系統及其控制方法。

背景技術

與傳統固體激光器相比，光纖激光器作為一種新興的技術，具有轉換效率高、光束質量好、熱控管理方便、可調諧范圍大、結構緊湊靈活等許多優點，能夠獲得高亮度、高功率和良好光束質量的激光輸出，因此迅速成為激光領域的研究熱點。近年來，憑借其高亮度和高效率等優勢，高功率光纖激光器正逐漸滲透到各個應用領域，并促進光纖激光器技術快速發展。除了在激光切割、焊接等領域外，高功率光纖激光器在3D打印中也得到了廣泛的應用，是目前商用激光3D打印裝備中首選的激光器類別。

上述應用大都采用單通道輸出激光，通過掃描來完成工作。尤其在3D打印中，單通道輸出的激光經過高速振鏡系統后聚焦，由振鏡系統掃描實現聚焦激光從點到線，從線到面的橫向移動。如德國ScanLAB公司的SCANcube7型掃描鏡。但這種依賴振鏡實現掃描有其無法避免的缺點：一是采用的動態聚焦鏡價格比較昂貴，二是控制軟件比較復雜。

目前，在依賴高功率光纖激光應用中，能夠選擇性的產生高功率結構光的激光技術還未見報道。本發明研究的高功率光纖激光的多通道選擇輸出技術，以光纖激光器有選擇性的多通道輸出代替傳統激光單通道橫向掃描，大大提高了高功率光纖激光器在各大應用中的效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高功率光纖激光的選擇性多通道輸出系統及其控制方法，解決了高功率光纖激光器應用中不能選擇性產生光源的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種高功率光纖激光的選擇性多通道輸出系統，包括驅動模塊、多通道輸出終端和若干個并聯設置的單模光纖激光器；若干個單模光纖激光器輸入端與驅動模塊并聯，輸出端與多通道輸出終端并聯。

所述單模光纖激光器包括獨立驅動電源、半導體泵浦源、多模光纖、高反射率光纖光柵、摻鐿光纖和低反射率光纖光柵，獨立驅動電源通過導線分別與驅動模塊和半導體泵浦源連接，半導體泵浦源通過多模光纖與高反射率光纖光柵連接，高反射率光纖光柵通過摻鐿光纖和低反射率光纖光柵連接，低反射率光纖光柵通過光纖接入多通道輸出終端。

一種基于高功率光纖激光的選擇性多通道輸出系統的控制方法，步驟如下：

步驟1：根據實際情況，在驅動模塊上選擇激光輸出的通道，并且設定相應電流、電壓；

步驟2：驅動模塊根據選擇激光輸出的通道，控制對應的獨立驅動電源；

步驟3：獨立驅動電源將電流電壓信息傳輸至半導體泵浦源，接收到信息的半導體泵浦源發出的泵浦光耦合至多模光纖中，并依次傳輸至高反射率光纖光柵、摻鐿增益光纖和低反射率光纖光柵構成的諧振腔中，在諧振腔中放大，得到放大的泵浦光；

步驟4：經過放大的泵浦光，形成高能量的激光，從多通道輸出終端輸出。

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：本發明不需要振鏡、可靈活的選擇性輸出光源、提高了高功率光纖激光器應用的效率。

附圖說明

圖1為本發明高功率光纖激光的選擇性多通道輸出系統的結構示意圖。