[發(fā)明專利]光纖激光器QBH中石英端帽的位置調(diào)校裝置、方法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810500908.7
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108663823A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈華;經(jīng)逸秋;韓志剛;任大良;孔慶慶
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62;H01S3/067
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

本發(fā)明公開了一種光纖激光器QBH中石英端帽的位置調(diào)校裝置、方法及應(yīng)用，包括底板、第一三維調(diào)整架、第二三維調(diào)整架、QBH夾持裝置、準(zhǔn)直鏡、石英端帽夾具和準(zhǔn)直鏡夾具。本發(fā)明利用哈特曼波前傳感器作為對比檢測的手段，光束質(zhì)量測試儀作為最終評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，使用三維調(diào)整架調(diào)節(jié)石英端帽的位置，提高了端帽位置的調(diào)校精度；利用哈特曼波前傳感器檢測出射波前，具有響應(yīng)速度快、檢測精度高的優(yōu)點(diǎn)。整套裝置固定在一塊底板上，方便移動(dòng)，使用簡單。本發(fā)明可以分別調(diào)節(jié)端帽和準(zhǔn)直鏡的三維位置，除可以確定端帽在QBH中的位置這一功能外，還可以通過改變準(zhǔn)直鏡的位置，得到各種發(fā)散、匯聚角的出射激光束以滿足實(shí)際中不同情況的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖激光器件領(lǐng)域，具體涉及一種光纖激光器QBH中石英端帽的位置調(diào)校裝置、方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

高功率光纖激光器由光纖、泵浦耦合器和光纖光柵等元件組成，具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化效率高和光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，在材料加工、激光打標(biāo)、生物醫(yī)學(xué)、自由空間通信和國防安全等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。QBH是高功率光纖激光器中不可缺少的輸出部件，它能夠穩(wěn)定輸出高功率激光并且能夠滿足各種工作環(huán)境的要求。端帽作為QBH中的核心器件，其制造技術(shù)以及在QBH機(jī)械部分中的位置確定是QBH制造工藝中的關(guān)鍵部分。

當(dāng)前QBH制造中確定端帽位置的方法一般是首先在QBH的機(jī)械部分上選取某一定位面，再通過光纖的數(shù)值孔徑、光纖折射率及端帽的折射率等參數(shù)計(jì)算出端帽的虛焦面位置，確定虛焦面與定位面的相對位置后即確定了端帽在QBH中的位置。這種方案一方面存在理論上的誤差，例如，光纖的數(shù)值孔徑是理論上激光在光纖中的最大傳輸角，實(shí)際應(yīng)用中光纖中的激光可能不會(huì)以數(shù)值孔徑角傳輸，于是虛焦面的位置計(jì)算存在誤差；另一方面，這種方案不能實(shí)時(shí)檢測端帽出射的激光波前和束腰位置，由于機(jī)械加工和準(zhǔn)直鏡加工存在誤差，端帽固定到計(jì)算的理論位置后，經(jīng)過準(zhǔn)直鏡后得不到準(zhǔn)直的激光束。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光纖激光器QBH中石英端帽的位置調(diào)校裝置、方法及應(yīng)用，提高了QBH生產(chǎn)制造中端帽位置確定的精確性和實(shí)時(shí)性。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種光纖激光器QBH中石英端帽的位置調(diào)校裝置，包括底板、第一三維調(diào)整架、第二三維調(diào)整架、QBH夾持裝置、準(zhǔn)直鏡、石英端帽夾具和準(zhǔn)直鏡夾具；第一三維調(diào)整架和QBH夾持裝置位于同一條直線上，第二三維調(diào)整架設(shè)置在QBH夾持裝置一側(cè)，第一三維調(diào)整架、第二三維調(diào)整架和QBH夾持裝置均固定在底板上；石英端帽夾具一端固定在第二三維調(diào)整架頂面，準(zhǔn)直鏡夾具為L形，一側(cè)固定在第一三維調(diào)整架頂面，另一側(cè)向上延伸，向上延伸的側(cè)面上設(shè)有第一通孔，準(zhǔn)直鏡固定在第一通孔內(nèi)；QBH夾持裝置上部設(shè)有第二通孔，QBH設(shè)置在QBH夾持裝置的第二通孔中，石英端帽固定在石英端帽夾具上。

一種基于光纖激光器QBH中石英端帽的位置調(diào)校裝置的調(diào)校方法，包括以下步驟：

步驟一：將標(biāo)準(zhǔn)QBH固定在QBH夾持裝置的第二通孔中，調(diào)節(jié)第一三維調(diào)整架以改變準(zhǔn)直鏡的三維位置，通過哈特曼波前探測器測得準(zhǔn)直鏡的出射波前，當(dāng)通過哈特曼波前探測器觀察到準(zhǔn)直波前時(shí)，即確定了準(zhǔn)直器的標(biāo)準(zhǔn)位置；

步驟二：固定準(zhǔn)直器的位置，使用光束質(zhì)量M²儀測量參考QBH的光束質(zhì)量以及束腰位置，作為從石英端帽出射的激光束光束質(zhì)量及束腰位置的參考值；

步驟三：保持準(zhǔn)直器位置不變，用不包括端帽的QBH機(jī)械部分替換夾持結(jié)構(gòu)中的標(biāo)準(zhǔn)QBH，將石英端帽固定在豎板的第三通孔中；

步驟四：調(diào)節(jié)第二三維調(diào)整架，改變石英端帽的三維位置，通過光束質(zhì)量M²儀測量石英端帽不同位置時(shí)的出射激光束的光束質(zhì)量以及束腰，并與參考值相比較，確定石英端帽和QBH機(jī)械結(jié)構(gòu)的相對位置。

一種基于光纖激光器QBH中石英端帽的位置調(diào)校裝置的應(yīng)用，獲得特定發(fā)散、匯聚角的出射激光束，具體步驟如下：