[發明專利]基于光時域反射的光纖激光器狀態在線監測光路及方法

在審

• 申請號: 202211517673.5
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115882937A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 蔡震;楊飛;吉俊文
• 申請（專利權）人: 江蘇亮點光電研究有限公司
• 主分類號: H04B10/071
• 分類號: H04B10/071
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 王會

本發明公開基于光時域反射的光纖激光器狀態在線監測光路及方法，該系統包括種子激光器、多個脈沖光源、多個光纖環形器、多個光纖放大器、多個WDM模塊、多個光纖耦合器和多個探測器，種子激光器和至少一個脈沖光源連接一個光纖環形器，余下的脈沖光源連接余下的光纖環形器，不同的光纖環形器分別連接不同的WDM模塊，不同的WDM模塊與不同的光纖耦合器和探測器相連。本發明能夠在不影響光纖激光器本身正常工作的狀態下實時監測光纖激光器光路的斷纖狀態、主光路中各點光纖的溫度、光路中非線性成分、激光器在工作過程中的異常回返脈沖等信息，使光纖激光器燒壞之前就切斷電源，減少損失，可用在光纖激光器設計之初的方案可行性分析等場景。

技術領域

本發明屬于光纖激光器技術領域，具體涉及基于光時域反射的光纖激光器狀態在線監測光路及方法。

背景技術

作為新一代的激光技術，光纖激光器具有良好的散熱性能、優良的輸出光束質量以及極高的光電轉換效率，且結構簡單、穩定可靠，使用壽命長，在激光切割、醫療、雷達等多個領域得到了廣泛的使用。對光纖激光器狀態進行監測有助于保障光纖激光器的安全穩定運行，將能夠在光纖激光器燒壞之前切斷電源，減少經濟損失，但現有技術往往采用單一的信息檢測，缺少能夠同時監測光路中各點光纖的溫度、斷纖狀態、光路中非線性成分、激光器在工作過程中的異常回返脈沖等信息的系統及方法，因此，無法有效的實時獲得激光器工作過程中多方面的異常，這樣就大大增加了激光器使用過程中失效的模式發生。

發明內容

為解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供基于光時域反射的光纖激光器狀態在線監測光路及方法。

為實現上述目的，達到上述技術效果，本發明采用的技術方案為：

基于光時域反射的光纖激光器狀態在線監測光路，包括種子激光器、多個脈沖光源、多個光纖環形器、多個光纖放大器、多個WDM模塊、多個光纖耦合器和多個探測器，所述種子激光器和至少一個脈沖光源連接同一個光纖環形器，余下的脈沖光源連接余下的光纖環形器，相鄰兩個光纖環形器之間設置有光纖放大器，不同的光纖環形器分別連接不同的WDM模塊，每個WDM模塊均通過若干個光纖耦合器連接若干個探測器，不同的WDM模塊與不同的光纖耦合器和探測器相連，通過不同的探測器實現光纖溫度、非線性成分監測以及斷纖監測和高反射材料監測。

在本發明提供的基于光時域反射的光纖激光器狀態在線監測光路中，所述種子激光器設有一個；所述脈沖光源設有兩個，分別為小功率脈沖光源Ⅰ、小功率脈沖光源Ⅱ；所述光纖環形器設有兩個，分別為光纖環形器Ⅰ、光纖環形器Ⅱ；所述光纖放大器設有兩個，分別為光纖放大器Ⅰ、光纖放大器Ⅱ；所述WDM模塊設有兩個，分別為WDM模塊Ⅰ、WDM模塊Ⅱ；所述光纖耦合器設有六個，分別為光纖耦合器Ⅰ、光纖耦合器Ⅱ、光纖耦合器Ⅲ、光纖耦合器Ⅳ、光纖耦合器Ⅴ、光纖耦合器Ⅵ；所述探測器設有十二個，分別為探測器Ⅰ、探測器Ⅱ、探測器Ⅲ、探測器Ⅳ、探測器Ⅴ、探測器Ⅵ、探測器Ⅶ、探測器Ⅷ、探測器Ⅸ、探測器Ⅹ、探測器Ⅺ、探測器Ⅻ。

在本發明提供的基于光時域反射的光纖激光器狀態在線監測光路中，所述種子激光器和小功率脈沖光源Ⅰ分別與光纖環形器Ⅰ相連，所述小功率脈沖光源Ⅰ按照特定時序安排發射脈沖至光纖環形器Ⅰ，脈沖通過光纖環形器Ⅰ耦合到光纖激光器光路的光纖中，脈沖在光纖中傳播時產生的背向瑞利散射用來探測光路中各節點的熔接質量和相對損耗，其產生自發拉曼散射用來探測光路中光纖的每一點的光纖溫度，當經過激光器輸出頭與外界物質發生作用時，用來探測外界物體的反射率大小，實現光纖激光器狀態監測，所述光纖環形器Ⅰ與光纖放大器Ⅰ輸入端和WDM模塊Ⅰ相連，所述光纖放大器Ⅰ輸出端和小功率脈沖光源Ⅱ分別與光纖環形器Ⅱ相連，所述光纖環形器Ⅱ與光纖放大器Ⅱ輸入端和WDM模塊Ⅱ相連。