[發明專利]光纖激光器及激光材料加工系統

在審

• 申請號: 201910140250.8
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109687271A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 陳建飛;張承志;趙崇光
• 申請（專利權）人: 深圳市杰普特光電股份有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 畢翔宇

本發明公開了一種光纖激光器及激光材料加工系統，光纖激光器包括激光輸出頭和多個光纖激光模塊，激光輸出頭包括多個導光柱，且多個導光柱在空間平行排列；每一導光柱對應一個傳輸光纖，并通過傳輸光纖與多個光纖激光模塊中的一個相連；通過控制或分配不同光纖激光模塊的輸出功率調節或改變導光柱列輸出光束的剖面特性。本申請通過對多個導光柱的空間排列，而導光柱又與一個或多個光纖激光模塊相連接，實現了輸出光束剖面特性的改變。通過改變對應的光纖激光模塊的輸出功率即可獲得所需的輸出光斑分布，且能實現輸出光斑的連續調節、實時調節，且實施方案靈活多樣、制作工藝相對簡單，而且可有效降低制造成本。

技術領域

本發明涉及激光材料加工領域，具體而言，涉及一種光纖激光器及激光材料加工系統。

背景技術

在激光材料加工中，不同的工藝應用對激光輸出光束的剖面特性可能有不同的要求，除了傳統的高斯能量分布光斑以外，可能還需要平頂能量分布光斑、環形光斑或其它類型的光斑。例如在激光焊接應用中，為減少飛濺、勻化熔池及改善焊接效果，需在主光束的四周或旁邊增加副光束，甚至希望主、副光束的能量分布可調以適應不同的應用需求。

現有技術中有通過空間耦合的方法將一束或多束相同或不同波長的激光束耦合進具有至少一個環形芯的多包層光纖中，以實現射束剖面特性的改變，然而這種方法需使用環形芯多包層光纖，且制造耦合工藝復雜，實施成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光纖激光器及包括該光纖激光器的激光材料加工系統，以在一定程度上解決現有技術中射束剖面特性的改變的方法需要使用環形芯多包層光纖，且制造耦合工藝復雜，實施成本高的技術問題。

本發明的第一方面提供了一種光纖激光器，包括激光輸出頭和多個光纖激光模塊，所述激光輸出頭包括多個導光柱，且多個導光柱在空間平行排列成導光柱列；

每一所述導光柱對應一個傳輸光纖，并通過所述傳輸光纖與多個所述光纖激光模塊中的一個相連；

通過控制或分配不同所述光纖激光模塊的輸出功率，調節或改變所述導光柱列輸出光束的剖面特性。

進一步地，所述激光輸出頭還包括至少一個分束器，每一所述分束器對應一個所述光纖激光模塊；

所述分束器的輸入光纖與對應的所述光纖激光模塊相連，所述分束器的輸出光纖通過所述傳輸光纖與至少兩個所述導光柱相連。

進一步地，所述激光輸出頭還包括導柱套筒，所述導柱套筒套設于所述導光柱列外，用于固定所述導光柱列。

進一步地，所述光纖激光模塊之間的輸出波長不同。

進一步地，所述光纖激光模塊的輸出光纖和/或所述導光柱的尾纖上設置包層光濾除器。

進一步地，多個所述導光柱分為主導光柱和副導光柱，所述副導光柱環繞所述主導光柱設置，且所述主導光柱與所述副導光柱連接不同的所述光纖激光模塊。

進一步地，所述導光柱為單包層光纖、雙包層光纖、多包層光纖或光學材料柱。

進一步地，所述導光柱的輸出端面為平面、凸面或凹面；

所述導光柱的輸出端面為凸面或凹面時，其輸出端面為球形凸面、非球形凸面、球面凹面或非球面凹面。

本發明的第二方面還提供了一種激光材料加工系統，包括上述任一實施例所述的光纖激光器。

本發明實施例的有益效果是：本申請提供了一種光纖激光器，包括激光輸出頭和多個光纖激光模塊，所述激光輸出頭包括多個導光柱，且多個導光柱在空間平行排列成導光柱列；每一所述導光柱對應一個傳輸光纖，并通過所述傳輸光纖與多個所述光纖激光模塊中的一個相連；通過控制或分配不同所述光纖激光模塊的輸出功率調節或改變所述導光柱輸出光束的剖面特性。