CN108808441A - 多光束同步准连续激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多光束同步准连续激光器，包括控制单元和多路激光发生单元，所述激光发生单元包括电驱动单元和高功率激光合成单元，所述高功率激光合成单元包括合束器、光纤输出头和多个激光器，所述控制单元分别控制连接多个所述电驱动单元，每个所述电驱动单元驱动连接多个所述激光器，多个所述激光器的输出端分别经所述合束器合束后由所述光纤输出头输出。该多光束同步准连续激光器具有设计科学、实用性强、结构简单、使用方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及了一种多光束同步准连续激光器。
背景技术
现在市面上点焊用的比较多的激光器为灯泵YAG激光器，这种激光器电光转换效率低只有3％，灯泵为消耗品需要频繁更换间接提高生产成品和维护成本。而半导体激光器和光纤激光器具有转换效率高(30％-50％)、维护成本低、集成度高等优点，完全可以弥补灯泵YAG激光器的不足。目前，激光功率在焊接上能够满足大部分生产需要，但是有些特殊应用如光电器件中镍支架的精细焊接，既要单脉冲能量达到要求，又要多点同步焊接以保证光路不跑偏。针对多点同步焊接的应用，如果使用多台激光器焊接，不能保证脉冲的时间和能量的一致性，而使用高功率激光器分光焊接一般通过两种方法将脉冲能量分束输出，第一种通过激光分束器将输出端口分为多束，缺点是分成的光束能量不能完全均匀，而且不能调制单个光束的能量，第二种方法是将高功率激光器的能量通过时分、空分光路调节成多束激光，但这种光路调节结构比较复杂，而且能量存在损耗。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、结构简单、使用方便的多光束同步准连续激光器。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多光束同步准连续激光器，包括控制单元和多路激光发生单元，所述激光发生单元包括电驱动单元和高功率激光合成单元，所述高功率激光合成单元包括合束器、光纤输出头和多个激光器，所述控制单元分别控制连接多个所述电驱动单元，每个所述电驱动单元驱动连接多个所述激光器，多个所述激光器的输出端分别经所述合束器合束后由所述光纤输出头输出。
基于上述，所述激光器为半导体激光器。
基于上述，所述高功率激光合成单元还包括高反光栅、低反光栅、增益光纤和包层光功率剥除器，所述激光器为半导体激光器，所述高反光栅、所述增益光纤和所述低反光栅依次连接构成谐振腔，多个所述半导体激光器的输出端分别经所述合束器合束后，依次经由所述谐振腔、所述包层光功率剥除器和所述光纤输出头输出。
基于上述，所述电驱动单元包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管和一个电感，所述PWM脉宽调制控制器分别控制连接两个MOS管的栅极，一个MOS管的源极连接电源、漏极连接所述电感的一端，另一个MOS管的源极连接所述电感的另一端、漏极连接所述激光器。
基于上述，还包括电流采样反馈电路和电压采样反馈电路，所述电流采样反馈电路和所述电压采样反馈电路的输入端分别连接所述电感的另一端，所述电流采样反馈电路和所述电压采样反馈电路的输出端分别连接所述PWM脉宽调制控制器。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过控制单元分别控制多个电驱动单元，每个电驱动单元驱动一个高功率激光合成单元，从而实现多路激光同步和均匀，同时实现每路激光功率满足要求，并可通过对电驱动单元的控制实现对单路光束的调制，其具有设计科学、实用性强、结构简单、使用方便的优点。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图中：1.激光器；2.合束器；3.光纤输出头；4.高反光栅；5.低反光栅；6.增益光纤；7.包层光功率剥除器。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，一种多光束同步准连续激光器，包括控制单元和多路激光发生单元，所述激光发生单元包括电驱动单元和高功率激光合成单元，所述高功率激光合成单元包括合束器2、光纤输出头3和多个激光器1，所述控制单元分别控制连接多个所述电驱动单元，每个所述电驱动单元驱动连接多个所述激光器1，多个所述激光器1的输出端分别经所述合束器2合束后由所述光纤输出头3输出。
本实施例中，所述激光器1为半导体激光器，所述高功率激光合成单元为半导体激光器型激光单元。使用时，所述控制单元同时控制多个所述电驱动单元，以实现对多路激光束的同步控制，每个所述电驱动单元同时驱动多个所述激光器1发出激光，多个所述激光器1发出的激光经过所述合束器2合束到一根光纤中，得到叠加的高功率激光由所述光纤输出头3输出，从而实现同步输出多路激光。
优选地，所述电驱动单元包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管和一个电感，所述PWM脉宽调制控制器分别控制连接两个MOS管的栅极，一个MOS管的源极连接电源、漏极连接所述电感的一端，以构成电感充磁通路，另一个MOS管的源极连接所述电感的另一端、漏极连接所述激光器1，以构成电感放电回路，对激光器进行驱动。
实际中，所述电驱动单元还包括电流采样反馈电路和电压采样反馈电路，所述电流采样反馈电路和所述电压采样反馈电路的输入端分别连接所述电感的另一端，所述电流采样反馈电路和所述电压采样反馈电路的输出端分别连接所述PWM脉宽调制控制器。采用开关电流源的方式进行激光器恒流源的驱动设计，采用电流电压双采样反馈的方式工作，通过恒频反馈调节占空比的方式来输出恒定的激光器电流。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：如图2所示，所述高功率激光合成单元还包括高反光栅4、低反光栅5、增益光纤6和包层光功率剥除器7，所述激光器1为半导体激光器，所述高功率激光合成单元为光纤激光器型激光单元。所述高反光栅4、所述增益光纤6和所述低反光栅5依次连接构成谐振腔，使用时，所述控制单元同时控制多个所述电驱动单元，以实现对多路激光束的同步控制，每个所述电驱动单元同时驱动多个所述激光器1发出泵浦光，多个所述激光器1发出的泵浦光经所述合束器2合束，合束后的泵浦光经由所述谐振腔形成激光，激光经所述包层光功率剥除器7的作用将谐振腔中未被完全吸收的泵浦光剥除出光纤，减少泵浦光对出光质量的干扰，最后再经所述光纤输出头3输出。实际中，合束器输出光纤、高反光栅光纤、低反光栅光纤和包层光功率剥除器光纤分别为相同种类的光纤；光纤输出头的光纤为多模光纤，输出多模激光器便于激光焊接；高反光栅对所产生激光的反射率大于99％，低反光栅对所产生激光的反射率为10％。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种多光束同步准连续激光器，其特征在于：包括控制单元和多路激光发生单元，所述激光发生单元包括电驱动单元和高功率激光合成单元，所述高功率激光合成单元包括合束器、光纤输出头和多个激光器，所述控制单元分别控制连接多个所述电驱动单元，每个所述电驱动单元驱动连接多个所述激光器，多个所述激光器的输出端分别经所述合束器合束后由所述光纤输出头输出。
2.根据权利要求1所述的多光束同步准连续激光器，其特征在于：所述激光器为半导体激光器。
3.根据权利要求1所述的多光束同步准连续激光器，其特征在于：所述高功率激光合成单元还包括高反光栅、低反光栅、增益光纤和包层光功率剥除器，所述激光器为半导体激光器，所述高反光栅、所述增益光纤和所述低反光栅依次连接构成谐振腔，多个所述半导体激光器的输出端分别经所述合束器合束后，依次经由所述谐振腔、所述包层光功率剥除器和所述光纤输出头输出。
4.根据权利要求1所述的多光束同步准连续激光器，其特征在于：所述电驱动单元包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管和一个电感，所述PWM脉宽调制控制器分别控制连接两个MOS管的栅极，一个MOS管的源极连接电源、漏极连接所述电感的一端，另一个MOS管的源极连接所述电感的另一端、漏极连接所述激光器。
5.根据权利要求4所述的多光束同步准连续激光器，其特征在于：还包括电流采样反馈电路和电压采样反馈电路，所述电流采样反馈电路和所述电压采样反馈电路的输入端分别连接所述电感的另一端，所述电流采样反馈电路和所述电压采样反馈电路的输出端分别连接所述PWM脉宽调制控制器。
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