[發明專利]一種模塊化合束的準連續光纖激光器

在審

• 申請號: 201810403428.9
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108390246A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 戈燕;陳鵬;許平平;宗有剛;李同寧;游毓麒
• 申請（專利權）人: 無錫源清瑞光激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/094;G02B6/255;H01S5/042
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

本發明涉及光纖激光器技術領域，尤其涉及一種模塊化合束的準連續光纖激光器，包括多個光纖激光器模塊、合束裝置和輸出裝置；每個光纖激光器模塊包括N+M個泵浦激光器、第一合束器、高反光柵、增益光纖、低反光柵和第二合束器，所述合束裝置包括多根輸入光纖和一根輸出光纖，所述輸出裝置包括包層光剝除器和光纖輸出頭；本發明先利用設在雙側的泵浦激光器激勵增益光纖產生激光，形成光纖激光器模塊，再利用“模塊化”的思路，利用合束裝置將多個相同的光纖激光器模塊產生的多束激光進行合束，從而形成高功率的準連續激光，激光功率可達數千瓦，本發明具有易制作，穩定性好，可實現柔性化生產的優點。

技術領域

本發明涉及光纖激光器技術領域，尤其涉及一種模塊化合束的準連續光纖激光器。

背景技術

光纖激光器具有光束質量好、電光轉換效率高、體積小、免維護、壽命長等優點，近年來，基于光纖激光器技術的加工設備，例如激光打標機、雕刻機、切割機、焊接機等已經被廣泛應用于各個行業。雖然相比較傳統激光器，光纖激光器具有很多優點，但其功率較低，大多為百瓦級的中小功率光纖激光器，究其原因，發現在光纖激光器的研制過程中，摻雜光纖受受激布里淵散射和受激拉曼散射等非線性效應的影響以及纖芯的熱損傷等因素的限制，使得單光纖輸出功率較為有限，輸出功率最高也就1500W左右。雖然使用纖芯較粗的摻雜光纖可以進一步提升功率，但粗纖芯摻雜光纖成本較高且功率提供有限，因此這種功率提升的方法普遍不被采用。而在汽車制造，船舶制造和航空制造等技術領域中，將激光用于金屬和非金屬材料的切割、焊接等加工作業時，往往需要激光功率達到千瓦級以上，因此傳統的光纖激光器并不能滿足應用需求。為此，研究人員考慮將多個光纖激光器模塊化制作，通過合束裝置合為一束輸出，從而使得光纖激光器的功率得以提高，目前較為常用的合束方法有：相干合成、光柵法和空間耦合，其中：相干合成結構復雜且不易調節，光柵法對系統精度要求高且穩定性較差；空間耦合，則耦合出的激光通常為空間光，不易實現激光器的柔性化生產。因此需要設計一種合束光纖激光器，使其在滿足高功率輸出的同時，又不存在上述三種合束方法的缺點。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種高功率、模塊化合束的準連續光纖激光器

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：

一種模塊化合束的準連續光纖激光器，包括多個光纖激光器模塊、合束裝置和輸出裝置；

每個光纖激光器模塊包括N+M個泵浦激光器、第一合束器、高反光柵、增益光纖、低反光柵和第二合束器，所述第一合束器具有N根輸入光纖，所述第二合束器具有M+1根輸入光纖，所述N個泵浦激光器與第一合束器的N根輸入光纖相連，所述第一合束器的輸出光纖與高反光柵的輸入端熔接，所述高反光柵的輸出端與增益光纖的一端熔接，所述M個泵浦激光器與第二合束器的M根輸入光纖相連，所述第二合束器的輸出光纖與低反光柵的輸出端熔接，所述低反光柵的輸入端與增益光纖的另一端熔接，剩余的一根第二合束器的輸入光纖作為輸出信號光纖；

所述合束裝置包括多根輸入光纖和一根輸出光纖，所述輸入光纖的數量與光纖激光器模塊的數量相匹配，所述多根輸入光纖的一端分別與多個光纖激光器模塊的輸出信號光纖熔接，另一端經熔融拉錐后，截斷錐區與輸出光纖的一端熔接；

所述輸出裝置包括包層光剝除器和光纖輸出頭，所述包層光剝除器的輸入端與輸出光纖的另一端熔接，輸出端與光纖輸出頭相連。

作為優選，所述第一合束器包括N根輸入光纖和一根輸出光纖，N根輸入光纖的一端分別與N個泵浦激光器相連，另一端經熔融拉錐后，截斷錐區與輸出光纖的一端熔接，輸出光纖的另一端與高反光柵的輸入端熔接。

作為優選，所述第二合束器包括M+1根輸入光纖和一根輸出光纖，M+1根輸入光纖中M根光纖的一端分別與M個泵浦激光器相連，另一端經熔融拉錐后，截斷錐區與輸出光纖的一端熔接，輸出光纖的另一端與低反光柵的輸出端熔接。