CN105137553A - 一种固体激光器光纤自适应耦合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种固体激光器光纤自适应耦合装置，固体激光器包含高反腔镜，固体激光器输出端沿输出光束方向依次连接有激光耦合镜与光纤连接器，所述耦合装置包括光电探测器、微处理器与直线电机；光电探测器设于高反腔镜的透光侧，直线电机沿固体激光器输出光束方向设置，激光耦合镜设于直线电机的移动台上；微处理器的输入接口与光电探测器的输出接口相连，微处理器的输出接口与直线电机相连；透过高反腔镜的光能量随激光器功率变化而变化，微处理器根据反馈的光能量变化控制直线电机的移动，使高斯光束束腰通过激光耦合镜后所成像的位置保持在光纤连接器输入端面上，确保激光器功率的变化不会影响光纤的耦合效率。

Description

一种固体激光器光纤自适应耦合装置
技术领域
本发明涉及固体激光器领域，具体是一种固体激光器光纤自适应耦合装置。
背景技术
固体激光器以光为激励源，具有体积小、使用方便、输出功率大的特点，被广泛用于医疗、加工制造等各个领域。固体激光器的输出光束为高斯光束，在光束传播方向上存在光束最细的部位，行业里称为束腰；而用于传播激光的通道通常为光纤，由于光纤纤芯的横截面为微米级别，为了使激光器的输出光束能够最多的进入光纤，通常需要在激光器和光纤输入端面之间插入激光耦合镜，使激光器输出光束的束腰以经过透镜成像的方式置于光纤连接器输入端面处，从而使更多的能量耦合进光纤，提高利用效率。
但是，对于已经固定连接的固体激光器与光纤连接器来说，光纤连接器相对于激光器的谐振腔以及光纤的位置，就已经被不可改变的确定下来了，也就是说光纤耦合端面的位置已经被确定了，但是随着激光器内泵浦功率的变化，从谐振腔内输出的高斯光束的形状会有微小的变化，具体表现为输出光束束腰的直径和位置的变化。在光纤连接器输入端面以及耦合镜位置不变的情况下，高斯光束束腰通过透镜后所成像的位置将发生移动，成像位置会相对光纤连接器的输入端面，随着功率的增高或降低而发生向前或向后的移动，而这一微小的移动将对光束进入光纤的耦合效率造成严重影响，从而影响整个激光产品的输出功率,能量转换效率，严重时，会烧毁光纤端面，使此激光产品不能正常使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固体激光器光纤自适应耦合装置，该装置能够使激光器的输出光束在经过激光耦合镜后，束腰的成像位置保持不变，确保激光器功率的变化不会影响光纤的耦合效率，保证激光产品的正常使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种固体激光器光纤自适应耦合装置，固体激光器包含高反腔镜，固体激光器输出端沿输出光束方向依次连接有激光耦合镜与光纤连接器，所述耦合装置包括光电探测器、微处理器与直线电机；所述光电探测器设于高反腔镜的透光侧，所述直线电机沿固体激光器输出光束方向设置，所述激光耦合镜设于直线电机的移动台上；所述微处理器的输入接口与光电探测器的输出接口相连，微处理器的输出接口与直线电机相连。
本发明的有益效果是，当固体激光器输出功率发生变化时，透过高反腔镜的光能量也发生相应的变化，利用光电探测器检测这一变化并反馈给微处理器，微处理器根据反馈控制直线电机的移动，从而使激光耦合镜沿固体激光器输出光束方向移动，使高斯光束束腰通过激光耦合镜后所成像的位置保持在光纤连接器输入端面上，束腰的成像位置保持不变，确保激光器功率的变化不会影响光纤的耦合效率，保证激光产品的正常使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种固体激光器光纤自适应耦合装置，固体激光器1包含高反腔镜1a与激光晶体1b，固体激光器1的输出端沿输出光束方向依次连接有激光耦合镜2与光纤连接器3，光纤连接器3的输出端连接输出光纤4；所述耦合装置包括光电探测器5、微处理器6与直线电机7；所述光电探测器5设于高反腔镜1a的后端，即透光侧；所述直线电机7沿固体激光器1输出光束方向设置，所述激光耦合镜2设于直线电机7的移动台7a上；所述微处理器6的输入接口与光电探测器5的输出接口相连，微处理器6的输出接口与直线电机7相连。
固体激光器1工作时，激光晶体1b在激光谐振腔内产生激光，激光通过高反腔镜1a反射，最后由固体激光器1的输出端输出；由于高反腔镜1a的反射率并非100%（本发明可采用反射率为99%的高反腔镜），由于高反腔镜的这一特性，当激光谐振腔内的激光光束在高反腔镜反射时，将会有1%的光能量从高反腔镜透射；而当固体激光器1的输出功率发生变化时，透过高反腔镜1a的光能量也发生相应的变化，利用光电探测器5检测这一变化并反馈给微处理器6；当固体激光器1的输出功率增大时，高斯光束束腰通过激光耦合镜2后所成像的位置向前移动，即朝向光纤连接器3的输出端移动，此时透过高反腔镜1a的光能量也相应增大，微处理器6判断出增大的光能量后控制直线电机7向后移动，即远离光纤连接器3的输入端面3a移动，从而带动激光耦合镜2远离光纤连接器3的输入端面3a移动，使高斯光束束腰通过激光耦合镜2后所成像的位置保持在光纤连接器的输入端面3a上；同样的，当固体激光器1的输出功率减小时，高斯光束束腰通过激光耦合镜2后所成像的位置向后移动，即远离光纤连接器3的输入端面3a移动，此时透过高反腔镜1a的光能量也相应减少，微处理器6判断出减少的光能量后控制直线电机7向前移动，即向光纤连接器3的输入端面3a移动，从而带动激光耦合镜2向光纤连接器3的输入端面3a移动，使高斯光束束腰通过激光耦合镜2后所成像的位置保持在光纤连接器的输入端面3a上；微处理器6根据反馈的光能量的变化控制直线电机7的移动，从而使激光耦合镜2沿固体激光器1输出光束方向前后移动，使高斯光束束腰通过激光耦合镜2后所成像的位置保持在光纤连接器输入端面上，束腰的成像位置保持不变，确保激光器功率的变化不会影响光纤的耦合效率，保证激光产品的正常使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种固体激光器光纤自适应耦合装置，固体激光器(1)包含高反腔镜(1a)，固体激光器(1)输出端沿输出光束方向依次连接有激光耦合镜(2)与光纤连接器(3)，其特征在于，所述耦合装置包括光电探测器(5)、微处理器(6)与直线电机(7)；所述光电探测器(5)设于高反腔镜(1a)的透光侧，所述直线电机(7)沿固体激光器(1)输出光束方向设置，所述激光耦合镜(2)设于直线电机(7)的移动台(7a)上；所述微处理器(6)的输入接口与光电探测器(5)的输出接口相连，微处理器(6)的输出接口与直线电机(7)相连。
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