[發明專利]一種反饋式傳能光纖及光纖傳能系統、裝置

有效

• 申請號: 201810627269.0
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108957626B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 黃輝;李春龍;梁云;黃鳳;鄧輝;孫曉艷;黃莉;楊智豪;王瑤;曾鵬飛;田文峰;王佳偉;張嘉;王亞臣
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網山西省電力公司;國網山西省電力公司經濟技術研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G02B6/06
• 分類號: G02B6/06;G02B6/42
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

本發明實施例提供一種反饋式傳能光纖及光纖傳能系統、裝置，該反饋式傳能光纖包括：傳感反饋光纖芯和至少一組能量傳輸光纖芯，能量傳輸光纖芯用于傳輸光能量，傳感反饋光纖芯用于傳遞反饋信息，該反饋信息用于表征能量傳輸光纖芯在傳輸光能量過程中產生的非線性擾動，實現了對光纖傳能過程中產生的非線性擾動的反饋，從而為針對該非線性擾動采取相應的措施以減小傳能光纖中非線性效應對高功率激光傳輸效率的影響奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及光纖能量傳輸技術領域，具體涉及一種反饋式傳能光纖及光纖傳能系統、裝置。

背景技術

光纖是一種以高折射率的純石英材料為纖芯、以低折射率的有機或無機材料為包層的光學纖維，不僅具有傳輸波長范圍寬，適用于紫外到紅外波段激光能量傳輸的特性，又兼備數值孔徑大、機械強度高、彎曲性能好和耦合簡單等優點，這使得光纖在高功率激光傳輸系統中的應用具有其他材料不可比擬的優勢。采用光纖進行能量傳輸的設備已經廣泛應用于材料表面熱處理、激光焊接、激光切割、激光醫療、激光武器等領域，特別適用于諸如強電場、強磁場等環境中電能的傳輸。

光纖傳能實際應用中，對激光的功率和傳輸效率的要求越來越高，但是當高功率激光在光纖中傳輸時，會引起光纖內的非線性效應(比如拉曼散射、布里淵散射等)，甚至會發生激光自聚焦現象，引起光纖的激光誘導損傷，從而嚴重影響光纖對高功率激光的傳輸效率，極大地限制傳能光纖在千瓦級、萬瓦級高能傳輸以及高功率激光系統等方面的應用。如果不對光纖傳能過程中光纖內的非線性效應引起的非線性擾動進行反饋，便無法針對該非線性擾動采取相應的措施，以減小傳能光纖中非線性效應對高功率激光傳輸效率的影響。因此，如何實現對光纖傳能過程中產生的非線性擾動的反饋，成為亟待解決的問題。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例提供一種反饋式傳能光纖及光纖傳能系統、裝置，用以實現對光纖傳能過程中產生的非線性擾動的反饋。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明第一方面提供一種反饋式傳能光纖，包括：傳感反饋光纖芯和至少一組能量傳輸光纖芯；所述能量傳輸光纖芯用于傳輸光能量；所述傳感反饋光纖芯用于傳遞反饋信息，所述反饋信息用于表征所述能量傳輸光纖芯在傳輸光能量過程中產生的非線性擾動。

本發明第二方面提供一種光纖傳能系統，包括：激光器、光開關、測量模塊、處理器和反饋式傳能光纖；所述反饋式傳能光纖包括：傳感反饋光纖芯和至少兩組能量傳輸光纖芯，所述能量傳輸光纖芯用于傳輸光能量，所述傳感反饋光纖芯用于傳遞反饋信息，所述反饋信息用于表征所述能量傳輸光纖芯在傳輸光能量過程中產生的非線性擾動；所述激光器通過所述光開關連接所述能量傳輸光纖芯的第一端，每組所述能量傳輸光纖芯對應一個所述激光器和一個所述光開關，所述處理器的一端連接各組所述能量傳輸光纖芯對應的光開關，另一端通過所述測量模塊連接所述傳感反饋光纖芯的第一端；所述測量模塊測量所述傳感反饋光纖芯中的非線性擾動，生成第一反饋信息，將所述第一反饋信息發送至所述處理器；所述處理器接收所述第一反饋信息，根據所述第一反饋信息對所述光開關進行控制。

結合第二方面，在第二方面第一實施方式中，所述處理器包括：第一判斷模塊，用于判斷所述第一反饋信息對應的第一反饋值是否在第一預設閾值內；第一控制模塊，用于當所述第一反饋值超過所述第一預設閾值時，生成所述第一反饋值與所述第一預設閾值的第一差值信息，根據所述第一差值信息控制一個或多個所述光開關斷開。