[實用新型]一種正反饋被動功率增大器及抗回光光纖激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202221280791.4
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN217507914U
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔凱;張雅倩;盧國杰;牛增強
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市聯(lián)贏激光股份有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種正反饋被動功率增大器及抗回光光纖激光器，屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域，為解決在加工過程中對不同種材料及表面形貌如何進行實時反饋的問題而設(shè)計。包括：所述抗回光光纖激光器中設(shè)有正反饋被動功率增大器，沿光路方向泵源、正向合束器、腔內(nèi)高反光柵、增益光纖、腔內(nèi)低反光柵、反向合束器、剝模器、正反饋被動功率增大器和輸出頭依次連接，所述泵源提供泵浦半導(dǎo)體激光，由所述正反向合束器耦合進入諧振腔，所述諧振腔由腔內(nèi)高、低反光柵及增益光纖組成。本實用新型實現(xiàn)對光纖激光器加工中產(chǎn)生的回光進行實時正反饋。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種正反饋被動功率增大器及抗回光光纖激光器。

背景技術(shù)

隨著光纖激光器在工業(yè)切割、焊接、清洗等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入，需要處理的材料類型及表面形貌也多種多樣。使用光纖激光器進行材料加工過程中，均會有一定量的出射激光從加工材料表面反射回激光器內(nèi)部。其中加工時的傾斜度越小、材料的光吸收率越小、材料表面粗糙度越小，反射回激光器內(nèi)部的反射光占比越高，實際作用于材料的激光比例越低，易造成材料加工均勻性差、激光器內(nèi)部損壞的后果。目前針對反射光損壞激光器問題，各家光纖激光器產(chǎn)商都對其機器的抗反射光能力進行了優(yōu)化提升，并且應(yīng)用工藝上采用傾斜加工等方式減少反射光耦合回激光器的比例。但針對于材料加工均勻性問題，工藝上通常需要對待加工材料進行預(yù)選或預(yù)加工，以提高待加工材料類型一致性及表面形貌一致性，這個方案會額外增加加工時間及加工成本，并限制可加工材料類型；光源上通常采用提高首脈沖功率的方式來提高切割穿孔能力及焊接焊透能力等，此方案僅作用于加工材料前端，無法保證整個加工過程一致性；此外還有通過加工前掃描待加工件表面形貌，進行激光器輸出功率編程的方案，此方案成本高，且輸出激光功率無法突破額定輸出功率，應(yīng)用限制較多。因此應(yīng)用端需要一種能在加工過程中對不同種材料及表面形貌進行實時反饋，并能進行實時輸出激光光功率調(diào)節(jié)，被動增大低吸收率加工材料部分輸出激光功率的光纖激光器，以提高加工均勻性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種能夠正反饋被動增大激光輸出功率的光纖器件，以及基于此器件的抗回光光纖激光器，從而實現(xiàn)輸出激光功率的正反饋被動增大。正反饋被動功率增大器由多個級聯(lián)功率合束器構(gòu)成，相鄰的所述功率合束器之間通過光纖熔接進行連接，信號光通過所述級聯(lián)功率合束器的信號傳輸纖正向傳輸。

可選的，級聯(lián)功率合束器為3個，1號功率合束器信號傳輸纖的模場直徑＜2號功率合束器信號傳輸纖的模場直徑＜3號功率合束器信號傳輸纖的模場直徑＜信號輸出纖的模場直徑。

可選的，1號功率合束器信號傳輸纖及回光耦合纖的芯徑直徑為20um，2號功率合束器信號傳輸纖的芯徑直徑為50um，3號功率合束器信號傳輸纖的芯徑直徑為100um，信號輸出纖的纖芯直徑為200um，輸出纖從信號輸出纖耦合至3號功率合束器信號傳輸纖的損耗為2dB，從3號信號合束器信號傳輸纖耦合至2號信號合束器信號傳輸纖的損耗為2dB，從2號信號合束器信號傳輸纖耦合至1號信號合束器信號傳輸纖的損耗為12dB，總回光隔離2+2+12＝16dB。

提供一種抗回光光纖激光器，所述抗回光光纖激光器中設(shè)有正反饋被動功率增大器，沿光路方向泵源、正向合束器、腔內(nèi)高反光柵、增益光纖、腔內(nèi)低反光柵、反向合束器、剝模器、正反饋被動功率增大器和輸出頭依次連接，所述泵源提供泵浦半導(dǎo)體激光，由所述正反向合束器耦合進入諧振腔，所述諧振腔由腔內(nèi)高、低反光柵及增益光纖組成，所述泵浦半導(dǎo)體激光經(jīng)諧振腔后轉(zhuǎn)換為纖芯傳輸?shù)男盘柤す猓鰟兡Ｆ髫撠煂鼘觽鬏數(shù)亩嘤啾闷旨す鉃V除，再以極小損耗通過所述正反饋被動功率增大器，最后僅剩纖芯正向信號激光從輸出頭輸出。

可選的，腔內(nèi)低反光柵和剝模器中間設(shè)有反向合束器。

可選的，正反饋被動功率增大器對正向傳輸激光損耗≤0.2dB，對反向傳輸激光損耗≥10dB。

可選的，在使用時，增加正反饋被動功率增大器內(nèi)級聯(lián)功率合束器數(shù)量，提高對反向傳輸激光的損耗，提高保護激光器前端器件的能力并增大正向反饋信號光強度。