[發明專利]抑制光纖激光器中光子暗化的控制系統及方法

在審

• 申請號: 202210573529.7
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115036781A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 顏鵬暉;黃保;閆大鵬
• 申請（專利權）人: 武漢銳科光纖激光技術股份有限公司
• 主分類號: H01S3/09
• 分類號: H01S3/09;H01S3/00;H01S3/067
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 楊艇要

本申請提供一種抑制光纖激光器中光子暗化的控制系統及方法，通過在激光器內的設置控制器來自動控制漂白光源的開啟與關閉，不需要人為操作，簡化了操作；并且通過對使用中的激光器進行周期性的自動漂白，有利于抑制光子暗化導致激光器功率衰減，保證激光器輸出激光功率的穩定性。

技術領域

本申請涉及激光領域，具體涉及一種抑制光纖激光器中光子暗化的控制系統及方法。

背景技術

光纖激光器具有光束質量好、高效率、散熱性好、結構緊湊，可靠性高、易維護等優點，且通過摻雜不同的稀土元素(如鐿、鉺、銩、鈥等)，其工作波段覆蓋紫外至紅外，因此受到人們廣泛關注。特別是輸出激光波長在1～1.1μm波段的摻鐿光纖激光器，該類型的光纖激光器已經廣泛應用在國防、激光加工等領域。

隨著激光技術的發展和應用方面的需求，摻鐿光纖激光器功率不斷向著更高的功率突破，目前單根光纖的輸出功率已突破萬瓦。在提升摻鐿光纖激光器的輸出功率的同時，為了抑制非線性效應，一般提高摻鐿離子的濃度，以此減少光纖長度，然而摻鐿離子濃度高的光纖容易受到光子暗化的影響，這將會導致長時間工作時，輸出功率逐漸下降，從而影響激光器的工作壽命，限制了其應用。

目前解決光子暗化主要有兩種：第一種為對摻雜光纖制備過程中進行處理，包括離子共摻、氣體加氫和結構設計，但這種方法只能盡量減少光子暗化效應對激光器的影響；第二種為光漂白和熱漂白，該方法能在一定程度消除光子暗化的影響，但熱漂白方法需要較高的溫度，影響激光器的穩定工作且操作困難，難以進行推廣使用，而光漂白該方法目前由于需要反復手動操作，只應用于實驗室，并沒有商用化。

發明內容

本申請提供一種抑制光纖激光器中光子暗化的控制系統及方法，旨在解決現有的光漂白方法需要反復手動操作的問題。

第一方面，本申請提供一種抑制光纖激光器中光子暗化的控制系統，包括：

激光器，包括激光輸出模塊和漂白光源，所述激光輸出模塊包括增益光纖，所述漂白光源用于將所述增益光纖進行光子暗化漂白；

激光輸出驅動，與所述激光輸出模塊連接；

漂白光源驅動，與所述漂白光源連接；

控制器，所述控制器與所述激光器、所述激光輸出驅動、所述漂白光源驅動連接；

其中，所述控制器用于：

檢測所述激光輸出模塊的出光狀態；

根據所述激光輸出模塊的出光狀態，控制所述漂白光源驅動，若檢測到所述激光輸出模塊未出光，則控制所述漂白光源驅動驅動所述漂白光源，直至完成預設的漂白周期。

可選的，所述控制系統還包括：蓄電源，所述蓄電源與所述漂白光源驅動和所述控制器連接；所述蓄電源用于向所述漂白光源驅動和所述控制器供電；

所述控制器用于：

控制所述蓄電源向所述漂白光源驅動供電，并控制所述漂白光源驅動驅動漂白光源，直至完成預設的漂白周期。

可選的，所述控制系統還包括：激光器總電源，所述激光器總電源與所述激光輸出驅動和所述蓄電源連接，所述激光器總電源用于向所述蓄電源充電，并給所述激光輸出驅動供電。

可選的，所述控制系統還用于：控制所述激光輸出驅動驅動所述激光輸出模塊。

可選的，在所述控制器控制所述漂白光源驅動驅動漂白光源過程中，若檢測到所述激光輸出模塊出光，則所述控制器控制所述漂白光源關閉，并將剩余的漂白時間計入下一個漂白周期。

可選的，所述激光輸出驅動的工作時間為T1，所述漂白光源的工作時間為T2，所述預設的漂白周期為T3，其中，T3＝T1+T2，所述T1和T2比值為1：(0.01～0.5)。