CN108562976A - 高功率激光耦合器及其装配方法 - Google Patents
高功率激光耦合器及其装配方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了高功率激光耦合器,包括激光输入系统和激光输出系统,两者可拆卸地连接在一起;激光输入系统和激光输出系统均采用水冷散热的方式,激光输入系统的输入光纤与激光输出系统的输出光纤的纤芯直径不同,第一准直透镜组件与第二准直透镜组件相对且间隔设置,所述第一准直透镜组件将所述第一端帽出射的发散光聚合成一束平行准直光,所述第二准直透镜组件接收所述平行准直光束,聚合成一束聚焦光并经所述第二端帽耦合入所述输出光纤。由此,当本申请的高功率激光耦合器应用到半导体激光器时,可实现了光纤芯径的变化,提高了半导体激光器的应用场景。
Description
技术领域
本申请涉及激光技术领域,尤其涉及一种高功率激光耦合器及其装配方法。
背景技术
当前半导体激光器作为最具发展前景的激光器,由于激光输出模式太大,不能广泛的应用于高功率激光切割等应用,大大制约了半导体激光器的发展。
发明人在实现本申请的过程中发现,现有技术中的半导体激光器输出的激光快轴和慢轴的发散角差异比较大,光斑需要整形才能耦合到光纤中,在此过程中很难将高功率的激光完全耦合进纤芯比较细的光纤内,只能耦合进较粗的光纤内。另外现有技术中的大部分光纤激光器的光纤输出类型是固定的,其功能也就被限定,由于输出光纤纤芯固定,激光输出模式比较单一,从而影响激光切割或焊接不同板材或不同厚度的型材的效果。
发明内容
本申请根据现有技术的半导体激光器将高功率的激光较难完全耦合进纤芯比较细的光纤,以及光纤激光器的光纤输出类型固定、纤芯固定带来激光输出模式较为单一的技术问题,提出高功率激光耦合器及其装配方法。
本申请的一个或者多个实施例公开了一种高功率激光耦合器,包括激光输入系统和与所述激光输入系统可拆卸连接的激光输出系统;
所述激光输入系统包括输入光纤、套设在所述输入光纤上为其提供第一水冷通道的第一水冷件、用于固定所述输入光纤和第一水冷件的第一光纤固定件、输入镜筒和一端与所述输入光纤熔接且另一端靠近用于消像差的第一准直透镜组件的第一端帽,所述第一端帽和第一准直透镜组件分别固定在所述输入镜筒内的两端;
所述激光输出系统包括输出光纤、套设在所述输出光纤上为其提供第二水冷通道的第二水冷件、用于固定所述输出光纤和第二水冷件的第二光纤固定件、输出镜筒和一端与所述输出光纤熔接且另一端靠近用于消像差的第二准直透镜组件的第二端帽,所述第二端帽和第二准直透镜组件分别固定在所述输出镜筒内的两端;
所述输入光纤与输出光纤的纤芯直径不同,所述第一准直透镜组件与所述第二准直透镜组件相对且间隔设置,所述第一准直透镜组件将所述第一端帽出射的发散光聚合成一束平行准直光,所述第二准直透镜组件接收所述平行准直光束,聚合成一束聚焦光并经所述第二端帽耦合入所述输出光纤。
其中,所述激光输入系统还包括第一挡光件和第一光阑;所述第一水冷件内设有所述第一水冷通道,所述第一水冷件收容于所述第一光纤固定件的第一容置腔内,所述第一水冷件的一端与所述第一容置腔的侧壁固定,所述第一水冷件与所述第一光纤固定件内均设有收容空间,所述第一挡光件插入所述第一光纤固定件的收容空间内并伸出到所述第一水冷件的收容空间内;所述第一水冷件的远离第一挡光件的一端与所述输入镜筒固定;所述输入镜筒远离所述第一挡光件的一侧内固定所述第一准直透镜组件;所述第一光阑设置于所述输入镜筒内靠近所述第一水冷件的一侧,所述第一光阑设有第一光阑孔;所述第一端帽呈阶梯状,固定在输入镜筒内及在所述第一光阑远离所述第一水冷件的一侧,其阶梯向所述第一水冷件方向凸起;所述输入光纤依次穿设所述第一水冷件、第一挡光件、输入镜筒和第一光阑孔与所述第一端帽的阶梯凸起处熔接在一起;
所述激光输出系统还包括第二挡光件和第二光阑;所述第二水冷件内设有所述第二水冷通道,所述第二水冷件收容于所述第二光纤固定件的第二容置腔内,所述第二水冷件的一端与所述第二光纤固定件的第二容置腔的侧壁固定,所述第二水冷件与所述第二光纤固定件内均设有收容空间,所述第二挡光件插入所述第二光纤固定件的收容空间内并伸出到所述第二水冷件的收容空间内;所述第二水冷件的远离第二挡光件的一端与所述输出镜筒固定;所述输出镜筒远离所述第二挡光件的一侧内固定所述第二准直透镜组件;所述第二光阑设置于所述输出镜筒内靠近所述第二水冷件的一侧,所述第二光阑设有第二光阑孔;所述第二端帽呈阶梯状,固定在输出镜筒内及在所述第二光阑远离所述第二水冷件的一侧,其阶梯向所述第二水冷件方向凸起;所述输出光纤依次穿设所述第二水冷件、第二挡光件、第二输入镜筒和第二光阑孔与所述第二端帽的阶梯凸起处熔接在一起。
其中,所述第一准直透镜组件包括第一平凸透镜或第一双凸透镜中的一项,还包括第一弯月透镜,所述第一平凸透镜或第一双凸透镜中的一项与第一弯月透镜之间设有第一隔圈,所述输入镜筒内设有第一限位台阶,第一压环压合在所述第一弯月透镜弯曲面将所述第一弯月透镜、及第一平凸透镜或第一双凸透镜中的一项抵持固定在所述第一限位台阶上;所述第一平凸透镜或第一双凸透镜中的一项、第一隔圈、第一弯月透镜、第一压环沿输入镜筒由里往外的方向依次设置;
所述第二准直透镜组件包括第二平凸透镜或第二双凸透镜中的一项,还包括第二弯月透镜,所述第二平凸透镜或第二双凸透镜中的一项与第二弯月透镜之间设有第二隔圈,所述输出镜筒内设有第二限位台阶,第二压环压合在所述第二弯月透镜弯曲面将所述第二弯月透镜、及第二平凸透镜或第二双凸透镜中的一项抵持固定在所述第二限位台阶上;所述第二平凸透镜或第二双凸透镜中的一项、第二隔圈、第二弯月透镜、第二压环沿输出镜筒由里往外的方向依次设置。
其中,所述第一端帽稍宽松地收容在所述输入镜筒内,所述输入镜筒对应所述第一端帽的位置开设至少一个安装孔,与所述安装孔对应数量的第一调节杆伸入所述安装孔抵接所述第一端帽并可微调伸入长度将所述第一端帽固定;
所述第二端帽稍宽松地收容在所述输出镜筒内,所述输出镜筒对应所述第二端帽的位置开设至少一个固定孔,与所述固定孔对应数量的第二调节杆伸入所述固定孔抵接所述第二端帽并可微调伸入长度将所述第二端帽固定。
其中,所述输入镜筒内设有第一两级限位台阶,所述第一端帽的阶梯状为两级台阶结构,其抵持所述第一两级限位台阶,第一两级限位台阶结合输入镜筒内的第一端帽槽将所述第一端帽固定;
所述输出镜筒内设有第二两级限位台阶,所述第二端帽的阶梯状为两级台阶结构,其抵持所述第二两级限位台阶,第二两级限位台阶结合输出镜筒内的第二端帽槽将所述第二端帽固定。
其中,所述输入光纤上设有第一剥模区域,所述第一剥模区域从所述输入光纤与所述第一端帽熔接位置延伸到第一光纤固定件靠近所述第一挡光件的一端位置;
所述输出光纤上设有第二剥模区域,所述第二剥模区域从所述输出光纤与所述第二端帽熔接位置延伸到第二光纤固定件靠近所述第二挡光件的一端位置。
其中,所述第一剥模区域内剥掉涂覆层的输入光纤的长度大于5mm,且所述第一剥模区域靠近两端位置预留5mm-10mm长度的输入光纤不进行剥模;
所述第二剥模区域内剥掉涂覆层的输出光纤的长度大于5mm,且所述第二剥模区域靠近两端位置预留5mm-10mm长度的输出光纤不进行剥模。
其中,所述第一水冷件为中空筒状结构,所述第一水冷通道为带第一隔板的第一双层管道,所述第一水冷件上开有第一进水口和第一出水口,朝向所述第一光纤固定件的所述第一隔板的边缘与朝向所述第一光纤固定件的所述第一双层管道的边缘平齐,所述第一双层管道靠近所述第一水冷件的一端由所述第一光纤固定件的第一容置腔的内侧壁封堵并密封,以使进水侧与出水侧相互隔开成两个通道;远离所述第一光纤固定件的所述第一隔板比远离所述第一光纤固定件的所述第一双层管道长度稍短,长度差距的范围为3-10mm,以使进水一侧管道内的水可流到出水一侧的管道内,所述第一双层管道远离所述第一水冷件的一端由所述输入镜筒的外侧壁封堵并密封,从而在第一水冷件内形成封闭的水循环;
所述第二水冷件为中空筒状结构,所述第二水冷通道为带第二隔板的第二双层管道,所述第二水冷件上开有第二进水口和第二出水口,朝向所述第二光纤固定件的所述第二隔板的边缘与朝向所述第二光纤固定件的所述第二双层管道的边缘平齐,所述第二双层管道靠近所述第二水冷件的一端由所述第二光纤固定件的第二容置腔的内侧壁封堵并密封,以使进水侧与出水侧相互隔开成两个通道;远离所述第二光纤固定件的所述第二隔板比远离所述第二光纤固定件的所述第二双层管道长度稍短,长度差距的范围为3-10mm,以使进水一侧管道内的水可流到出水一侧的管道内,所述第二双层管道远离所述第二水冷件的一端由所述输入镜筒的外侧壁封堵并密封,从而在第二水冷件内形成封闭的水循环。
其中,所述第一光纤固定件中间开有仅供所述输入光纤穿过的第一光纤孔,所述第一光纤固定孔靠近所述第一挡光件的位置开有第一热敏电阻放置孔和第一光电探测器放置孔,第一光电探测器放置孔为散光孔,第一光纤探测器设置在所述第一光电探测器放置孔内;
所述第二光纤固定件中间开有仅供所述输出光纤穿过的第二光纤孔,所述第二光纤固定孔靠近所述第二挡光件的位置开有第二热敏电阻放置孔和第二光电探测器放置孔,第二光电探测器放置孔为散光孔,第二光纤探测器设置在所述第二光电探测器放置孔内。
本申请的一个或者多个实施例还公开了一种高功率激光耦合器装配方法,应用于如上述的高功率激光耦合器,所述方法包括:
将所述激光输入系统和所述激光输出系统分别单独组装;
通过所述第一调节杆微调所述第一端帽位置,以所述第一光阑为辅助使输出光斑位于所述输入镜筒的正中心;通过所述第二调节杆微调所述第二端帽位置,以所述第二光阑为辅助使输出光斑位于所述输出镜筒的正中心;
将所述激光输入系统和激光输出系统通过螺纹连接的方式固定在一起,以使所述第一准直透镜组件与所述第二准直透镜组件相对且间隔设置;
再次微调所述第一端帽或第二端帽,监控输出光纤的输出激光功率,将耦合效率调到最高并固定所述第一端帽或第二端帽。
本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请提出的高功率激光耦合器,包括激光输入系统和激光输出系统,两者可拆卸地连接在一起;激光输入系统和激光输出系统均采用水冷散热的方式,激光输入系统的输入光纤与激光输出系统的输出光纤的纤芯直径不同,第一准直透镜组件与第二准直透镜组件相对且间隔设置,所述第一准直透镜组件将所述第一端帽出射的发散光聚合成一束平行准直光,所述第二准直透镜组件接收所述平行准直光束,聚合成一束聚焦光并经所述第二端帽耦合入所述输出光纤。由此,当本申请的高功率激光耦合器应用到半导体激光器时,可实现了光纤芯径的变化,提高了半导体激光器的应用场景;当需要更改光纤输出类型时,使用本申请的高功率激光耦合器应用到半导体激光器转换光纤输出纤芯,激光输出模式不再单一,也更能适应不同的应用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请实施例高功率激光耦合器的结构示意图;
图2为本申请实施例高功率激光耦合器的俯视图;
图3为本申请实施例高功率激光耦合器的侧视图;
图4为图3中沿B-B的剖视图;
图5为本申请实施例高功率激光耦合器的渲染图;
图6为本申请高功率激光耦合器装配方法实施例的流程图;
附图标号:
申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
如图1所示,本申请实施例提供的高功率激光耦合器100,包括激光输入系统20和激光输出系统40;激光输入系统20与激光输出系统40在机构上基本相同,且相互对称,两者可拆卸地连接在一起。
如图2-5所示,图5中示意出所述激光输入系统20包括输入光纤21、套设在所述输入光纤21上为其提供第一水冷通道221的第一水冷件22、用于固定所述输入光纤21和第一水冷件的第一光纤固定件23、输入镜筒24和一端与所述输入光纤熔接且另一端靠近用于消像差的第一准直透镜组件26的第一端帽25,所述第一端帽25和第一准直透镜组件26分别固定在所述输入镜筒21内的两端;
如图4所示,所述激光输出系统40包括输出光纤41、套设在所述输出光纤41上为其提供第二水冷通道421的第二水冷件42、用于固定所述输出光纤41和第二水冷件42的第二光纤固定件43、输出镜筒44和一端与所述输出光纤41熔接且另一端靠近用于消像差的第二准直透镜组件46的第二端帽45,所述第二端帽45和第二准直透镜组件46分别固定在所述输出镜筒41内的两端;
所述输入光纤21与输出光纤41的纤芯直径不同,所述第一准直透镜组件26与所述第二准直透镜组件46相对且间隔设置,所述第一准直透镜组件26将所述第一端帽25出射的发散光聚合成一束平行准直光,所述第二准直透镜组件46接收所述平行准直光束,聚合成一束聚焦光并经所述第二端帽45耦合入所述输出光纤。
本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请提出的高功率激光耦合器100的激光输入系统20和激光输出系统40均采用水冷散热的方式,激光输入系统20的输入光纤21与激光输出系统40的输出光纤41的纤芯直径不同,第一准直透镜组件26与第二准直透镜组件46相对且间隔设置,所述第一准直透镜组件26将所述第一端帽25出射的发散光聚合成一束平行准直光,所述第二准直透镜组件46接收所述平行准直光束,聚合成一束聚焦光并经所述第二端帽45耦合入所述输出光纤41。由此,当本申请的高功率激光耦合器100应用到半导体激光器时,可实现了光纤芯径的变化,提高了半导体激光器的应用场景;当需要更改激光器的光纤输出类型时,使用本申请的高功率激光耦合器100应用到激光器,转换光纤输出纤芯,激光输出模式不再单一,也更能适应不同的应用场景。
本申请的高功率激光耦合器100可以很方便的将输出光纤耦合进不同的光纤类型,耦合进不同芯径的光纤,然后再输出激光,可以用于将大芯径的半导体激光输出光纤转换成小芯径的光纤输出,使最终输出的光纤为单模或少模光纤,并使半导体激光器最终可以直接应用于激光切割。也可以应用于普通的光纤激光器,使输出的光纤模式可以进行转换,从而使同一激光器具有不同的功能,比如兼具切割不同材料,不同厚度的物体,甚至兼具切割和焊接功能。
例如200W以上的半导体激光器输出光纤的纤芯,在使用了本申请的高功率激光耦合器100之后,不再指定需要200μm(200/220光纤),1000W以上的半导体激光器输出光纤纤芯也不再指定需要达到600μm(600/660光纤)。经试验测试,本申请的高功率激光耦合器100从粗光纤到细光纤耦合效率达到75%-85%以上,光光转换效率远大于光纤激光器45%的光光转换效率,对于半导体激光器的应用而言是对整个行业具有重大意义,极大拓展了半导体激光器的应用。
再比如1500W的光纤激光器,输出光纤类型为25/400的,在切割薄板时效果非常不错,但是如果应用于激光焊接或切割比较厚的板材时,则会由于光纤纤芯比较小,激光输出模式比较单一而影响切割或焊接的效果。而使用了本申请的高功率激光耦合器100之后,由于激光输出系统40为可拆卸结构,可通过更换不同光纤芯径的激光输出系统40来满足所需的输出光纤的芯径需求。
具体地,激光输入系统与所述激光输出系统可拆卸连接的连接处安装连接锁扣、手拧式连接扣、螺栓和螺杆或手拧式螺帽锁扣装置,本申请图4和图5中的具体方式为螺纹连接,当然,其他机械结构来实现可拆卸连接均在本申请的保护范围内,本申请对此不做限制。
本申请附图4中体现可拆卸方式为将所述激光输入系统和激光输出系统通过螺纹连接的方式固定在一起。
在一些实施例中,第一端帽25与第二端帽45均为石英端帽,两个石英端帽的出光面都镀有输出激光波长相应的高损伤阈值的增透膜,损伤阈值一般大于15J/cm^2,石英端帽的有效通光区域直径D与石英端帽的长度L以及与之相熔接的光纤的纤芯尺寸d和数值孔径NA满足下面的公式:
D>2L*NA/n+d
D为石英端帽有效通光区域的直径,L为石英端帽的长度,NA为光纤的数值孔径,n为石英端帽对应相应工作波长的折射率,d为光纤纤芯的直径。
本申请的一个或者多个实施例公开了所述激光输入系统20还包括第一挡光件27和第一光阑28;所述第一水冷件22内设有所述第一水冷通道221,所述第一水冷件22收容于所述第一光纤固定件23的第一容置腔231内,所述第一水冷件22的一端与所述第一容置腔231的侧壁固定,所述第一水冷件22与所述第一光纤固定件23内均设有收容空间,所述第一挡光件27插入所述第一光纤固定件23的收容空间内并伸出到所述第一水冷件22的收容空间内;所述第一水冷件22的远离第一挡光件27的一端与所述输入镜筒24固定;所述输入镜筒24远离所述第一挡光件27的一侧内固定所述第一准直透镜组件26;所述第一光阑28设置于所述输入镜筒24内靠近所述第一水冷件22的一侧,所述第一光阑28设有第一光阑孔281;所述第一端帽25呈阶梯状,固定在输入镜筒24内及在所述第一光阑28远离所述第一水冷件22的一侧,其阶梯向所述第一水冷件方向凸起;所述输入光纤21依次穿设所述第一水冷件22、第一挡光件27、输入镜筒24和第一光阑孔281与所述第一端帽25的阶梯凸起处熔接在一起;
所述激光输出系统40还包括第二挡光件47和第二光阑48;所述第二水冷件42内设有所述第二水冷通道421,所述第二水冷件42收容于所述第二光纤固定件43的第二容置腔431内,所述第二水冷件42的一端与所述第二光纤固定件43的第二容置腔431的侧壁固定,所述第二水冷件42与所述第二光纤固定件43内均设有收容空间,所述第二挡光件47插入所述第二光纤固定件43的收容空间内并伸出到所述第二水冷件42的收容空间内;所述第二水冷件42的远离第二挡光件47的一端与所述输出镜筒44固定;所述输出镜筒44远离所述第二挡光件47的一侧内固定所述第二准直透镜组件46;所述第二光阑48设置于所述输出镜筒44内靠近所述第二水冷件42的一侧,所述第二光阑48设有第二光阑孔481;所述第二端帽45呈阶梯状,固定在输出镜筒44内及在所述第二光阑48远离所述第二水冷件42的一侧,其阶梯向所述第二水冷件方向凸起;所述输出光纤41依次穿设所述第二水冷件42、第二挡光件47、第二输入镜筒44和第二光阑孔481与所述第二端帽45的阶梯凸起处熔接在一起。
具体地,输入光纤21与第一端帽25的台阶面(阶梯凸起处)通过激光熔融或放电熔接或直接热熔的方式直接熔接到一起,输出光纤41与第二端帽45的台阶面(阶梯凸起处)也是通过激光熔融或放电熔接或直接热熔的方式直接熔接到一起。
在一些实施例中,所述输入光纤21上设有第一剥模区域211,所述第一剥模区域211从所述输入光纤21与所述第一端帽25熔接位置延伸到第一光纤固定件23靠近所述第一挡光件27的一端位置;
所述输出光纤41上设有第二剥模区域411,所述第二剥模区域411从所述输出光纤41与所述第二端帽25熔接位置延伸到第二光纤固定件43靠近所述第二挡光件47的一端位置。
具体地,所述第一剥模区域211内剥掉涂覆层的输入光纤的长度大于5mm,且所述第一剥模区域211靠近两端位置预留5mm-10mm长度的输入光纤不进行剥模;
所述第二剥模区域411内剥掉涂覆层的输出光纤的长度大于5mm,且所述第二剥模区域411靠近两端位置预留5mm-10mm长度的输出光纤不进行剥模。
进一步地,所述制作第一剥模区域211和第二剥模区域411的腐蚀方式为梯度腐蚀。具体地,梯度腐蚀为时间梯度腐蚀或空间梯度腐蚀。
时间梯度腐蚀,具体是指:将所述输入光纤21或输出光纤41外表面分成等长的多段,每段腐蚀光纤涂覆层的腐蚀时间不同,为逆着激光前行方向每段腐蚀时间逐渐变短的单向时间递减方式;或者为从中间段腐蚀时间最长,向左右两边每段腐蚀时间逐渐变短的双向时间递减方式。
空间梯度腐蚀,具体是指:将所述输入光纤21或输出光纤41外表面分成不均匀的彼此间隔的多段,每段腐蚀时间相同,为逆着激光前行方向每段腐蚀长度逐渐变短的单向递减方式;或者为从中间段腐蚀长度最长、间隔长度最短,向所述输入光纤21或输出光纤41两侧每段腐蚀长度逐渐变短、间隔逐渐变长的双向递减方式。
上述时间梯度腐蚀或空间梯度腐蚀中,单向时间递减或单向递减原因是:当剥模段应用于激光器内部时,沿着激光前行方向的开始位置包层激光功率最强,需要腐蚀的强度弱一点,沿激光前行的方向,随着包层光被逐渐剥除,包层光压力逐渐减小,腐蚀强度强一点,这样整段输入光纤21或输出光纤41的剥模强度才比较均匀,不会因为局部过热导致烧器件或热应力问题等对光纤输出光斑有影响。
上述空间梯度腐蚀或空间梯度腐蚀中,双向时间递减或双向递减原因是:当剥模段应用于激光输出端时,光纤内不仅会有正向的包层光,还可能会有因为激光切割、焊接高反材料时反射回来的回返光,此时两端的包层光会比较多,需要腐蚀的深度要弱一点,中间位置随着包层光被逐渐剥离出来,包层光的强度比较低,需要腐蚀的深度可以强一些,这样输入光纤21或输出光纤41的剥模强度才比较均匀,不会因为局部过热导致烧器件或热应力问题等对光纤输出光斑有影响。
输入光纤21的第一剥模区域211和输出光纤41的第二剥模区域411,是在输入/输出光纤与第一/第二水冷件对应的位置做的一段梯度腐蚀,梯度腐蚀方式可以是空间梯度腐蚀,也可以是时间梯度腐蚀,还可以是空间梯度腐蚀和时间梯度腐蚀相结合的梯度腐蚀方式,本申请对此不做限制。
上述第一剥模区域211的设置,对未耦合进输入光纤21的纤芯而是耦合进输入光纤21包层的光进行了剥模处理,防止包层光影响输出光斑,提高光束质量;第二剥模区域411的设置,对进入到输出光纤41包层的回返光进行了剥模处理,极大降低了回返光返回激光谐振腔的激光功率,保护了激光器。
而且输入光纤21和输出光纤41的涂覆层都分别从与两个石英端帽熔接位置剥到第一/第二光纤固定件的另一端位置,保证第一/第二光纤固定件的金属发黑的第一/第二光纤孔内有一定长度的剥掉涂覆层的光纤,长度大于5mm。
在本申请的一个或多个实施例中,第一准直透镜组件26包括第一平凸透镜261或第一双凸透镜中的一项,还包括第一弯月透镜262,所述第一平凸透镜261或第一双凸透镜中的一项与第一弯月透镜262之间设有第一隔圈263,所述输入镜筒24内设有第一限位台阶241,第一压环264压合在所述第一弯月透镜262弯曲面将所述第一弯月透镜262、及第一平凸透镜261或第一双凸透镜中的一项抵持固定在所述第一限位台阶241上;所述第一平凸透镜261或第一双凸透镜中的一项、第一隔圈263、第一弯月透镜262、第一压环264沿输入镜筒24由里往外的方向依次设置;
第一隔圈263优选为金属隔圈,如图4所示,第一平凸透镜261与第一弯月透镜262通过第一隔圈263和第一压环264以及输入镜筒44内的第一限位台阶241固定在输入镜筒24内,可以将第一端帽25出射的发散光聚合成一束准直光,输入光纤21与第一端帽45的熔接点落在第一准直透镜组件26的焦点上(光经过第一端帽25部分按光程算),通过优化两个透镜(第一平凸透镜261与第一弯月透镜262)的曲率半径达到消像差的目的,使输出的准直光斑光束质量达到最优。
所述第二准直透镜组件46包括第二平凸透镜461或第二双凸透镜中的一项,还包括第二弯月透镜462,所述第二平凸透镜461或第二双凸透镜中的一项与第二弯月透镜462之间设有第二隔圈463,所述输出镜筒44内设有第二限位台阶441,第二压环464压合在所述第二弯月透镜462弯曲面将所述第二弯月透镜462、及第二平凸透镜461或第二双凸透镜中的一项抵持固定在所述第二限位台阶441上;所述第二平凸透镜461或第二双凸透镜中的一项、第二隔圈463、第二弯月透镜462、第二压环464沿输出镜筒由里往外的方向依次设置。
第二隔圈463也优选为金属隔圈,如图4所示,第二平凸透镜461和第二弯月透镜462通过第二隔圈463和第二压环464以及输出镜筒44内的第二限位台阶441固定在输出镜筒44内,可以将平行准直光束聚合成一束聚焦光,输出光纤41与第二端帽45的熔接点落在第二准直透镜组件46的焦点上(光经过第二端帽45部分按光程算),使聚焦光束能够耦合进输出光纤41内。通过优化两个透镜(第二平凸透镜461和第二弯月透镜462)的曲率半径达到消像差的目的,使输出的准直光斑光束质量达到最优。
更具体地,输出光纤41不仅可以是常规的光纤,还可以是锥形光纤,即输出光纤41与第二端帽45熔接位置的纤芯直径大于输出光纤41的输出端的光纤纤芯直径。通过锥形光纤可以对偶合进输出光纤41的光斑尺寸做进一步的压缩。
本申请的一个或多个实施例中,所述第一端帽25稍宽松地收容在所述输入镜筒24内,所述输入镜筒24对应所述第一端帽25的位置开设至少一个安装孔242,与所述安装孔242对应数量的第一调节杆243伸入所述安装孔242抵接所述第一端帽24并可微调伸入长度将所述第一端帽24固定;输入镜筒24环绕第一端帽25的侧壁上可设置2个、3个、4个或更多的安装孔242,通过多个第一调节杆243从不同的安装孔242伸入抵触并夹紧第一端帽25来微调第一端帽25的上下左右的位置。
所述第二端帽45稍宽松地收容在所述输出镜筒44内,所述输出镜筒44对应所述第二端帽45的位置开设至少一个固定孔442,与所述固定孔442对应数量的第二调节杆443伸入所述固定孔442抵接所述第二端帽45并可微调伸入长度将所述第二端帽45固定。输出镜筒44环绕第二端帽45的侧壁上可设置2个、3个、4个或更多的固定孔442,通过多个第二调节杆443从不同的固定孔442伸入抵触并夹紧第二端帽45来微调第二端帽45的上下左右的位置。由此,通过在输入/输出镜筒的侧壁通过紧配和螺丝微调的方式固定,既能防止两个石英端帽左右晃动又能通过左右微调的方式提高激光的耦合效率。
在本申请的另一些实施例中,高功率激光耦合器100的输入镜筒24内设有第一两级限位台阶244,所述第一端帽25的阶梯状为两级台阶结构,其抵持所述第一两级限位台阶244,第一两级限位台阶244结合输入镜筒24内的第一端帽槽(未标示)将所述第一端帽25固定;
所述输出镜筒44内设有第二两级限位台阶444,所述第二端帽45的阶梯状为两级台阶结构,其抵持所述第二两级限位台阶444,第二两级限位台阶444结合输出镜筒44内的第二端帽槽(未标示)将所述第二端帽45固定。
两个石英端帽尾端做台阶结构,较粗的位置落在输入/输出镜筒尾端的第一/第二限位台阶上,再通过光纤拉直的方式将石英端帽前后固定在输入/输出镜筒内,石英端帽较细的部分延伸到输入/输出镜筒内两个挡光凸台(第一/两级限位台阶均为挡光凸台)之间。使得回返光各有一部分光打到两个挡光凸台,两个挡光凸台形成一个空间错位,避免回返光在石英端帽形成较为集中的热量积累,提高端帽固定件的损伤阈值。同时也极大的减少未耦合进入光纤的正向激光和回返光打到腐蚀光纤(腐蚀光纤即第一/第二剥模区域段的光纤)上和第一/第二光纤固定件的光纤孔内,防止烧伤光纤。
输出镜筒44内安装第二端帽45的一端做双层台阶挡光,分散了正向未耦合进光纤的激光对镜筒底部的激光损伤的压力,降低了对第二挡光件47和第二光纤固定件43的激光压力。
输入镜筒24内安装第一端帽25的一端做双层台阶挡光,分散了回返光对镜筒底部的激光损伤的压力,降低了对第一挡光件27和第一光纤固定件23的激光压力,为抗高反设计。
在本申请的一个或多个实施例中,所述第一水冷件22为中空筒状结构,所述第一水冷通道221为带第一隔板224的第一双层管道,所述第一水冷件22上开有第一进水口222和第一出水口223,朝向所述第一光纤固定件23的所述第一隔板224的边缘与朝向所述第一光纤固定件23的所述第一双层管道的边缘平齐,所述第一双层管道靠近所述第一水冷23件的一端由所述第一光纤固定件23的第一容置腔231的内侧壁封堵并密封,以使进水侧与出水侧相互隔开成两个通道;远离所述第一光纤固定件23的所述第一隔板224比远离所述第一光纤固定件23的所述第一双层管道长度稍短,长度差距的范围为3-10mm,具体为4cm、5cm、6cm、7cm或8cm,以使进水一侧管道内的水可流到出水一侧的管道内,所述第一双层管道远离所述第一水冷件23的一端由所述输入镜筒24的外侧壁封堵并具体在边缘处套设所述第一密封胶圈29进行密封,从而在第一水冷件23内形成封闭的水循环;
所述第二水冷件42为中空筒状结构,所述第二水冷通道421为带第二隔板424的第二双层管道,所述第二水冷件421上开有第二进水口422和第二出水口423,朝向所述第二光纤固定件43的所述第二隔板424的边缘与朝向所述第二光纤固定件43的所述第二双层管道的边缘平齐,所述第二双层管道靠近所述第二水冷件43的一端由所述第二光纤固定件43的第二容置腔431的内侧壁封堵并密封,以使进水侧与出水侧相互隔开成两个通道;远离所述第二光纤固定件43的所述第二隔板424比远离所述第二光纤固定件43的所述第二双层管道长度稍短,长度差距的范围为3-10mm,具体也可以为4cm、5cm、6cm、7cm或8cm,以使进水一侧管道内的水可流到出水一侧的管道内,所述第二双层管道远离所述第二水冷件43的一端由所述输入镜筒44的外侧壁封堵并具体在边缘处套设所述第二密封胶圈49进行密封,从而在第二水冷件内形成封闭的水循环。
第一/第二水冷件均为双层带隔板的管道,同侧开有进水口和出水口,靠近进水口和出水口的一端隔板与管道相同长度,通过第一/第二光纤固定件的和第一/第二密封胶圈进行封水,使进水侧与出水侧相互隔开成两个通道,另外一头的隔板比第一/第二水冷件的总长短一点,一般短3-10mm,使进水一侧管壁内的水可以流到出水一侧的管道内,内外管壁通过输入/输出镜筒和胶圈进行封水,从而在水冷管内形成封闭的水循环。
需要说明的是,本申请的第一水冷件23的第一进水口222和第一出水口223可以互换,即将进水口作为出水口,出水口作为进水口使用;第二水冷件421的第二进水口422和第二出水口423也可同理调换。
这种单层双侧水冷方式,可以防止水直接冲击光纤,特别是比较脆弱的腐蚀后的剥模光纤防止被冲断,也能够防止冷却水中的污染物将光纤污染,造成烧光纤的问题。
第一/第二水冷件采用高导热,激光高吸收、高损伤阈值的金属材料,内壁优先的采用金属发黑处理,可以更好的吸收剥模出来的散射光。
在本申请的一个或多个实施例中,所述第一光纤固定件23中间开有仅供所述输入光纤21穿过的第一光纤孔234,所述第一光纤固定孔23靠近所述第一挡光件24的位置开有第一热敏电阻放置孔233和第一光电探测器放置孔234,第一光电探测器放置孔234为散光孔,第一光纤探测器(未标示)设置在所述第一光电探测器放置孔234内;
所述第二光纤固定件43中间开有仅供所述输出光纤41穿过的第二光纤孔432,所述第二光纤固定孔43靠近所述第二挡光件47的位置开有第二热敏电阻放置孔433和第二光电探测器放置孔434,第二光电探测器放置孔433为散光孔,第二光纤探测器(未标示)设置在所述第二光电探测器放置孔433内。
第一/第二光纤固定件采用高导热金属材料,中间开有仅供光纤穿过的第一/第二光纤孔,孔内做金属发黑处理(形成黑体结构),用于吸收投射进来的残余激光,第一/第二光纤固定件靠近第一/第二挡光件的一端开有第一/第二热敏电阻放置孔和第一/第二光电探测器放置孔,第一/第二光电探测器正对第一/第二光电探测器放置孔的孔位,并作散光孔,便于光电探测器(PD)接收残余激光。热敏电阻监控第一/第二光纤固定件和第一/第二挡光件的温度,PD接收透过第一/第二挡光件进入第一/第二光纤固定件的残余光,当耦合效率低或回返光较强时,打到第一/第二挡光件和第一/第二光纤固定件的温度会升高,进入到第一/第二光纤固定件的残余光就多。
两个热敏电阻分别安装在第一/第二热敏电阻放置孔内。光电探测器加上热敏电阻的使用,可以监控激光的耦合效率和回返光情况,配合激光器控制系统可实时监控产品性能。
具体地,第一光纤固定件23通过螺纹连接与第一挡光件27固定在一起,然后加上密封胶圈通过螺纹与第一水冷件23的一端连接,输入镜筒24加上密封胶圈与第一水冷件22的另一端通过螺纹连接,输入光纤21穿过第一光纤固定件23和第一挡光件27以及输入镜筒一端的光阑孔281与第一端帽25的台阶位熔接,第一端帽25通过螺丝固定在输入镜筒24内,消像差的一组第一准直透镜组件26通过金属隔圈(第一隔圈263)和第一压环264固定在输入镜筒24的第一限位台阶241上;
第二光纤固定件43通过螺纹连接与第二挡光件47固定在一起,然后加上密封胶圈通过螺纹与第二水冷件43的一端连接,输出镜筒44加上密封胶圈与第二水冷件42的另一端通过螺纹连接,输出光纤41穿过第二光纤固定件43和第二挡光件47以及输出镜筒一端的光阑孔481与第二端帽45的台阶位熔接,第二端帽45通过螺丝固定在输出镜筒44内,消像差的一组第二准直透镜组件46通过金属隔圈(第二隔圈463)和第二压环464固定在输出镜筒44的第二限位台阶441上。
具体地,第一/第二挡光件采用纯铜等高导热材料,第一挡光件27中间开仅供输入光纤21通过的第一光纤通孔271,第二挡光件中间开仅供输出光纤41通过的第二光纤通孔471,第一/第二光纤通孔的表面及孔内镀金,金层厚度大于0.5微米,打底用的镀镍层优选亮镍,镀金后金层的亮度更高,反射率也就更高;在保证镀金层牢固的前提下,镀金层厚度越厚,能够承受的激光损伤阈值就越高,优选的镀金层厚度0.5微米-2微米。第一挡光件的第一挡光面272做圆弧面,第二挡光件的第二挡光面472做圆弧面,能够增大激光接收面积,提高激光损伤阈值,并将激光发散的反射回第一/第二水冷件内壁,便于热量更快的被水冷带走。
由此,对未耦合进输出光纤41并沿光纤外壁传输的正向光做了高反散射处理(第二挡光件47)和黑体吸收(第二光纤固定件43)处理,将正向激光均匀的散射到第二水冷件42内壁上,将热量及时带走,防止烧光纤涂覆层。同时,对沿光纤外壁传输的回返光做了高反散射处理(第一挡光件27)和黑体吸收(第一光纤固定件23)处理,将回返光均匀的散射到第一水冷件22内壁上,将热量及时带走,防止烧输入光纤的涂覆层。
本申请实施例高功率激光耦合器100的结构属于快装结构,高功率激光耦合器100不仅方便耦合,还可以方便快捷的进行组装和替换,同时具有包层光剥除性能,防止耦进光纤包层的光影响激光输出效果,同时具有很好的抗高反性能和光纤防护功能,防止出现烧光纤涂覆层的现象。本申请实施例高功率激光耦合器100为全机械结构设计,组装简单方便,成本低,方便拆解替换,可进行不同光纤类型的激光耦合。
如图6所示,本申请实施还提供高功率激光耦合器装配方法,应用于上述实施例的高功率激光耦合器,所述方法包括:
步骤1、将所述激光输入系统和所述激光输出系统分别单独组装;
步骤2、通过所述第一调节杆微调所述第一端帽位置,以所述第一光阑为辅助使输出光斑位于所述输入镜筒的正中心;通过所述第二调节杆微调所述第二端帽位置,以所述第二光阑为辅助使输出光斑位于所述输出镜筒的正中心;
步骤3、将所述激光输入系统和激光输出系统通过螺纹连接的方式固定在一起,以使所述第一准直透镜组件与所述第二准直透镜组件相对且间隔设置;
步骤4、再次微调所述第一端帽或第二端帽,监控输出光纤的输出激光功率,将耦合效率调到最高并固定所述第一端帽或第二端帽。
当需要更换输出光纤类型时,只需要将激光输出系统拧下来,更换其他所需的光纤类型的激光输出系统,重新微调一下第一石英端帽或第二石英端帽,监控输出光纤的输出激光功率,将耦合效率调到最高即可。
本申请提出的高功率激光耦合器装配方法,高功率激光耦合器包括激光输入系统和激光输出系统,两者可拆卸地连接在一起;当本申请的高功率激光耦合器应用到半导体激光器时,可实现了光纤芯径的变化,提高了半导体激光器的应用场景;当需要更改光纤输出类型时,使用本申请的高功率激光耦合器应用到半导体激光器转换光纤输出纤芯,激光输出模式不再单一,也更能适应不同的应用场景。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种高功率激光耦合器,其特征在于,包括激光输入系统和与所述激光输入系统可拆卸连接的激光输出系统;
所述激光输入系统包括输入光纤、套设在所述输入光纤上为其提供第一水冷通道的第一水冷件、用于固定所述输入光纤和第一水冷件的第一光纤固定件、输入镜筒和一端与所述输入光纤熔接且另一端靠近用于消像差的第一准直透镜组件的第一端帽,所述第一端帽和第一准直透镜组件分别固定在所述输入镜筒内的两端;
所述激光输出系统包括输出光纤、套设在所述输出光纤上为其提供第二水冷通道的第二水冷件、用于固定所述输出光纤和第二水冷件的第二光纤固定件、输出镜筒和一端与所述输出光纤熔接且另一端靠近用于消像差的第二准直透镜组件的第二端帽,所述第二端帽和第二准直透镜组件分别固定在所述输出镜筒内的两端;
所述输入光纤与输出光纤的纤芯直径不同,所述第一准直透镜组件与所述第二准直透镜组件相对且间隔设置,所述第一准直透镜组件将所述第一端帽出射的发散光聚合成一束平行准直光,所述第二准直透镜组件接收所述平行准直光束,聚合成一束聚焦光并经所述第二端帽耦合入所述输出光纤。
2.根据权利要求1所述的高功率激光耦合器,其特征在于,所述激光输入系统还包括第一挡光件和第一光阑;所述第一水冷件内设有所述第一水冷通道,所述第一水冷件收容于所述第一光纤固定件的第一容置腔内,所述第一水冷件的一端与所述第一容置腔的侧壁固定,所述第一水冷件与所述第一光纤固定件内均设有收容空间,所述第一挡光件插入所述第一光纤固定件的收容空间内并伸出到所述第一水冷件的收容空间内;所述第一水冷件的远离第一挡光件的一端与所述输入镜筒固定;所述输入镜筒远离所述第一挡光件的一侧内固定所述第一准直透镜组件;所述第一光阑设置于所述输入镜筒内靠近所述第一水冷件的一侧,所述第一光阑设有第一光阑孔;所述第一端帽呈阶梯状,固定在输入镜筒内及在所述第一光阑远离所述第一水冷件的一侧,其阶梯向所述第一水冷件方向凸起;所述输入光纤依次穿设所述第一水冷件、第一挡光件、输入镜筒和第一光阑孔与所述第一端帽的阶梯凸起处熔接在一起;
所述激光输出系统还包括第二挡光件和第二光阑;所述第二水冷件内设有所述第二水冷通道,所述第二水冷件收容于所述第二光纤固定件的第二容置腔内,所述第二水冷件的一端与所述第二光纤固定件的第二容置腔的侧壁固定,所述第二水冷件与所述第二光纤固定件内均设有收容空间,所述第二挡光件插入所述第二光纤固定件的收容空间内并伸出到所述第二水冷件的收容空间内;所述第二水冷件的远离第二挡光件的一端与所述输出镜筒固定;所述输出镜筒远离所述第二挡光件的一侧内固定所述第二准直透镜组件;所述第二光阑设置于所述输出镜筒内靠近所述第二水冷件的一侧,所述第二光阑设有第二光阑孔;所述第二端帽呈阶梯状,固定在输出镜筒内及在所述第二光阑远离所述第二水冷件的一侧,其阶梯向所述第二水冷件方向凸起;所述输出光纤依次穿设所述第二水冷件、第二挡光件、第二输入镜筒和第二光阑孔与所述第二端帽的阶梯凸起处熔接在一起。
3.根据权利要求2所述的高功率激光耦合器,其特征在于,所述第一准直透镜组件包括第一平凸透镜或第一双凸透镜中的一项,还包括第一弯月透镜,所述第一平凸透镜或第一双凸透镜中的一项与第一弯月透镜之间设有第一隔圈,所述输入镜筒内设有第一限位台阶,第一压环压合在所述第一弯月透镜弯曲面将所述第一弯月透镜、及第一平凸透镜或第一双凸透镜中的一项抵持固定在所述第一限位台阶上;所述第一平凸透镜或第一双凸透镜中的一项、第一隔圈、第一弯月透镜、第一压环沿输入镜筒由里往外的方向依次设置;
所述第二准直透镜组件包括第二平凸透镜或第二双凸透镜中的一项,还包括第二弯月透镜,所述第二平凸透镜或第二双凸透镜中的一项与第二弯月透镜之间设有第二隔圈,所述输出镜筒内设有第二限位台阶,第二压环压合在所述第二弯月透镜弯曲面将所述第二弯月透镜、及第二平凸透镜或第二双凸透镜中的一项抵持固定在所述第二限位台阶上;所述第二平凸透镜或第二双凸透镜中的一项、第二隔圈、第二弯月透镜、第二压环沿输出镜筒由里往外的方向依次设置。
4.根据权利要求3所述的高功率激光耦合器,其特征在于,所述第一端帽稍宽松地收容在所述输入镜筒内,所述输入镜筒对应所述第一端帽的位置开设至少一个安装孔,与所述安装孔对应数量的第一调节杆伸入所述安装孔抵接所述第一端帽并可微调伸入长度将所述第一端帽固定;
所述第二端帽稍宽松地收容在所述输出镜筒内,所述输出镜筒对应所述第二端帽的位置开设至少一个固定孔,与所述固定孔对应数量的第二调节杆伸入所述固定孔抵接所述第二端帽并可微调伸入长度将所述第二端帽固定。
5.根据权利要求4所述的高功率激光耦合器,其特征在于,所述输入镜筒内设有第一两级限位台阶,所述第一端帽的阶梯状为两级台阶结构,其抵持所述第一两级限位台阶,第一两级限位台阶结合输入镜筒内的第一端帽槽将所述第一端帽固定;
所述输出镜筒内设有第二两级限位台阶,所述第二端帽的阶梯状为两级台阶结构,其抵持所述第二两级限位台阶,第二两级限位台阶结合输出镜筒内的第二端帽槽将所述第二端帽固定。
6.根据权利要求4所述的高功率激光耦合器,其特征在于,所述输入光纤上设有第一剥模区域,所述第一剥模区域从所述输入光纤与所述第一端帽熔接位置延伸到第一光纤固定件靠近所述第一挡光件的一端位置;
所述输出光纤上设有第二剥模区域,所述第二剥模区域从所述输出光纤与所述第二端帽熔接位置延伸到第二光纤固定件靠近所述第二挡光件的一端位置。
7.根据权利要求6所述的高功率激光耦合器,其特征在于,所述第一剥模区域内剥掉涂覆层的输入光纤的长度大于5mm,且所述第一剥模区域靠近两端位置预留5mm-10mm长度的输入光纤不进行剥模;
所述第二剥模区域内剥掉涂覆层的输出光纤的长度大于5mm,且所述第二剥模区域靠近两端位置预留5mm-10mm长度的输出光纤不进行剥模。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高功率激光耦合器,其特征在于,所述第一水冷件为中空筒状结构,所述第一水冷通道为带第一隔板的第一双层管道,所述第一水冷件上开有第一进水口和第一出水口,朝向所述第一光纤固定件的所述第一隔板的边缘与朝向所述第一光纤固定件的所述第一双层管道的边缘平齐,所述第一双层管道靠近所述第一水冷件的一端由所述第一光纤固定件的第一容置腔的内侧壁封堵并密封,以使进水侧与出水侧相互隔开成两个通道;远离所述第一光纤固定件的所述第一隔板比远离所述第一光纤固定件的所述第一双层管道长度稍短,长度差距的范围为3-10mm,以使进水一侧管道内的水可流到出水一侧的管道内,所述第一双层管道远离所述第一水冷件的一端由所述输入镜筒的外侧壁封堵并密封,从而在第一水冷件内形成封闭的水循环;
所述第二水冷件为中空筒状结构,所述第二水冷通道为带第二隔板的第二双层管道,所述第二水冷件上开有第二进水口和第二出水口,朝向所述第二光纤固定件的所述第二隔板的边缘与朝向所述第二光纤固定件的所述第二双层管道的边缘平齐,所述第二双层管道靠近所述第二水冷件的一端由所述第二光纤固定件的第二容置腔的内侧壁封堵并密封,以使进水侧与出水侧相互隔开成两个通道;远离所述第二光纤固定件的所述第二隔板比远离所述第二光纤固定件的所述第二双层管道长度稍短,长度差距的范围为3-10mm,以使进水一侧管道内的水可流到出水一侧的管道内,所述第二双层管道远离所述第二水冷件的一端由所述输入镜筒的外侧壁封堵并密封,从而在第二水冷件内形成封闭的水循环。
9.根据权利要求8所述的高功率激光耦合器,其特征在于,所述第一光纤固定件中间开有仅供所述输入光纤穿过的第一光纤孔,所述第一光纤固定孔靠近所述第一挡光件的位置开有第一热敏电阻放置孔和第一光电探测器放置孔,第一光电探测器放置孔为散光孔,第一光纤探测器设置在所述第一光电探测器放置孔内;
所述第二光纤固定件中间开有仅供所述输出光纤穿过的第二光纤孔,所述第二光纤固定孔靠近所述第二挡光件的位置开有第二热敏电阻放置孔和第二光电探测器放置孔,第二光电探测器放置孔为散光孔,第二光纤探测器设置在所述第二光电探测器放置孔内。
10.一种高功率激光耦合器装配方法,其特征在于,应用于如权利要求4-9任一项所述的高功率激光耦合器,所述方法包括:
将所述激光输入系统和所述激光输出系统分别单独组装;
通过所述第一调节杆微调所述第一端帽位置,以所述第一光阑为辅助使输出光斑位于所述输入镜筒的正中心;通过所述第二调节杆微调所述第二端帽位置,以所述第二光阑为辅助使输出光斑位于所述输出镜筒的正中心;
将所述激光输入系统和激光输出系统通过螺纹连接的方式固定在一起,以使所述第一准直透镜组件与所述第二准直透镜组件相对且间隔设置;
再次微调所述第一端帽或第二端帽,监控输出光纤的输出激光功率,将耦合效率调到最高并固定所述第一端帽或第二端帽。
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