CN109390841A - 一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法及装置，该方法包括：在泵浦合束器的尾纤处分别设置一段或多段包层光剥离器来滤除所述泵浦合束器的中心支路产生的部分回返光，剩余部分的回返光通过将所述尾纤与细芯径光纤熔接传输至所述细芯径光纤内；对所述细芯径光纤进行多次错芯熔接，并在每一次的熔接位置分别涂覆高折射率的折射胶；分别检测所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤末端的回返光功率，将检测数据传输至激光器控制模块并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并根据判断结果确认是否切断激光光源的输出。提高了泵浦合束器的安全性，从而保证了激光器系统的稳定性。

Description

一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法及装置

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法及装置。

背景技术

高功率光纤激光器因其转换效率高、光束质量好等特点被广泛应用于激光加工领域，而可用于激光合束的高功率单模激光器是3kW级别及更高功率光纤激光器研发的基础。泵浦合束器作为高功率单模激光器系统的核心部件，其中心支路的处理非常重要，因为泵浦合束器中心支路的回返光功率在激光器正常运行时可以达到数瓦量级，在一些高功率激光器应用场景中，由于高反材料的回返光作用，激光器产生拉曼效应，中心支路的回返光会达到十几瓦甚至更高的功率。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：泵浦合束器中心支路的回返光会对激光器系统的正常工作造成影响或损伤。

发明内容

为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法及装置，解决泵浦合束器中心支路的回返光对激光器系统正常工作造成影响或损伤的问题。

本发明提供了一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法，包括：在泵浦合束器的尾纤处分别设置一段或多段包层光剥离器来滤除所述泵浦合束器的中心支路产生的部分回返光，剩余部分的回返光通过将所述尾纤与细芯径光纤熔接传输至所述细芯径光纤内；对所述细芯径光纤进行多次错芯熔接，并在每一次的熔接位置分别涂覆不同的高折射率的折射胶；分别检测所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤末端的回返光功率，将检测数据传输至激光器控制模块并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并根据判断结果确认是否切断激光光源的输出。

作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：通过所述激光器控制模块分别设置所述检测数据的反馈阈值，当所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块切断激光光源的输出。

作为本发明的进一步改进，在所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤的熔接位置分别设置温度传感器检测其对应的温度，在所述细芯径光纤的末端设置光电二极管检测其对应的回返光功率。

作为本发明的进一步改进，所述一段或多段包层光剥离器上均涂覆有辅助散热的散热胶。

作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：对应调整每一段包层光剥离器的长度、剥口大小以及涂覆胶折射率的高低来控制每一段包层光剥离器的工作温度。

本发明提供了一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置，包括：一段或多段包层光剥离器、细芯径光纤、检测模块以及激光器控制模块；所述一段或多段包层光剥离器分别设置在泵浦合束器的尾纤处，所述尾纤与所述细芯径光纤熔接，所述检测模块设置在包层光剥离器以及所述尾纤与所述细芯径光纤熔接位置处，并与所述激光器控制模块电性连接；所述一段或多段包层光剥离器用于滤除所述泵浦合束器的中心支路产生的部分回返光，剩余部分的回返光则传输至所述细芯径光纤内；所述细芯径光纤进行多次错芯熔接，并在每一次的熔接位置分别涂覆不同的高折射率的折射胶；所述检测模块分别检测所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤末端的回返光功率；所述激光器控制模块接收所述检测模块的检测数据并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并根据判断结果确认是否切断激光光源的输出。

作为本发明的进一步改进，所述激光器控制模块还用于：分别设置所述检测数据的反馈阈值，当所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块切断激光光源的输出。

作为本发明的进一步改进，所述检测模块包括一个或多个温度传感器以及光电二极管，所述一个或多个温度传感器分别设置在所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤的熔接位置检测其对应的温度，所述光电二极管设置在所述细芯径光纤的末端检测其对应的回返光功率。

作为本发明的进一步改进，所述一段或多段包层光剥离器上均涂覆有辅助散热的散热胶。

作为本发明的进一步改进，对应调整每一段包层光剥离器的长度、剥口大小以及涂覆胶折射率的高低来控制每一段包层光剥离器的工作温度。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法通过设置包层光剥离器以及多次错芯熔接细芯径光纤来衰减回返光，同时分别检测所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤末端的回返光功率，将检测数据传输至激光器控制模块并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并在所述检测数据超过其对应的反馈阈值时立即切断激光光源的输出，通过处理泵浦合束器中心支路的回返光提高了泵浦合束器的安全性，从而保证了激光器系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明所述应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法的流程示意图；

图2为本发明所述应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置的原理结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1所示，为本发明所述应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法的流程示意图，包括：

S101：在泵浦合束器的尾纤处设置一段或多段包层光剥离器滤除所述泵浦合束器的中心支路产生的部分回返光，剩余部分的回返光通过将所述尾纤与细芯径光纤熔接传输至所述细芯径光纤内。

本发明实施例所述的包层光剥离器设置在泵浦合束器中心支路的尾纤处，用于滤除所述泵浦合束器的中心支路产生的部分回返光，通过设置多段包层光剥离器可以有效避免回返光从一个位置全部泄出导致的包层光剥离器温度过高而受损的情况；同时所述一段或多段包层光剥离器上均涂覆有辅助散热的散热胶，可以有效降低所述包层光剥离器的工作温度；本发明实施例通过对应调整每一段包层光剥离器的长度、剥口大小以及涂覆胶折射率的高低来控制每一段包层光剥离器的工作温度，所述的工作温度是指所述包层光剥离器对所述回返光进行滤除时的温度，通过上述调整过程可以提高所述包层光剥离器的适用性。

S102：对所述细芯径光纤进行多次错芯熔接，并在每一次的熔接位置分别涂覆不同的高折射率的折射胶。

在本发明实施例中，所述的细芯径光纤为1060-xp高性能单模光纤进行多次错芯熔接而成，通过在熔接过程中分别涂覆不同的高折射率的折射胶分别控制其熔接的熔点，由于所述1060-xp高性能单模光纤错芯熔接后，其纤芯里的光会从熔接位置泄出，通过采用不同折射率的胶可以控制泄出光的多少，从而控制熔接位置熔点的温度，避免熔点位置达到着火温度；当剩余部分的回返光传输至所述细芯径光纤内后，所述细芯径光纤由于进行过多次错芯熔接可以有效衰减所述回返光，同时配合所涂覆的高折射率的折射胶辅助衰减所述回返光，本发明实施例衰减后的回返光在正常状态下其功率可至毫瓦量级。

S103：分别检测所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤末端的回返光功率，将检测数据传输至激光器控制模块并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并根据判断结果确认是否切断激光光源的输出。

在本发明实施例中，分别在所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤的熔接位置分别设置温度传感器检测其对应的温度，在所述细芯径光纤的末端设置光电二极管检测其对应的回返光功率，所述温度传感器以及光电二极管将检测数据传输至激光器控制模块。

本发明实施例通过所述激光器控制模块分别设置所述检测数据的反馈阈值，即温度的反馈阈值以及回返光功率的反馈阈值，当所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块切断激光光源的输出；本发明实施例设置所述检测数据的反馈阈值目的在于检测所述各个元件的工作状态，由于激光器系统产生拉曼效应时对应的回返光功率较高，即便是通过上述多个步骤来衰减所述回返光，可能会出现衰减后的功率和温度依然较高的情况，此时会对所述激光器系统造成损伤，因此，通过对所述检测数据设置对应的反馈阈值，并在所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块立即切断激光光源的输出，提高了所述激光器系统工作的安全性。

在本发明实施例中，所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法通过设置包层光剥离器以及多次错芯熔接细芯径光纤来衰减回返光，同时分别检测所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤末端的回返光功率，将检测数据传输至激光器控制模块并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并在所述检测数据超过其对应的反馈阈值时立即切断激光光源的输出，通过处理泵浦合束器中心支路的回返光提高了泵浦合束器的安全性，从而保证了激光器系统的稳定性。

参阅图2所示，为本发明所述应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置的原理结构示意图，所述应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置包括一段或多段包层光剥离器1、细芯径光纤2、检测模块3以及激光器控制模块4。所述一段或多段包层光剥离器1分别设置在泵浦合束器的尾纤处，所述尾纤与所述细芯径光纤2熔接，所述检测模块3设置在包层光剥离器1以及所述尾纤与所述细芯径光纤2熔接位置处，并与所述激光器控制模块4电性连接。

所述一段或多段包层光剥离器1用于滤除所述泵浦合束器的中心支路产生的部分回返光，剩余部分的回返光则传输至所述细芯径光纤2内，通过设置多段包层光剥离器1可以有效避免回返光从一个位置全部泄出导致的包层光剥离器1温度过高而受损的情况；同时所述一段或多段包层光剥离器1上均涂覆有辅助散热的散热胶，可以有效降低所述包层光剥离器1的工作温度；本发明实施例通过对应调整每一段包层光剥离器1的长度、剥口大小以及涂覆胶折射率的高低来控制每一段包层光剥离器1的工作温度，所述的工作温度是指所述包层光剥离器对所述回返光进行滤除时的温度，通过上述调整过程可以提高所述包层光剥离器1的适用性。

所述细芯径光纤2进行多次错芯熔接，并在每一次的熔接位置分别涂覆不同的高折射率的折射胶；在本发明实施例中，所述的细芯径光纤为1060-xp高性能单模光纤进行多次错芯熔接而成，通过在熔接过程中分别涂覆不同的高折射率的折射胶分别控制其熔接的熔点，由于所述1060-xp高性能单模光纤错芯熔接后，其纤芯里的光会从熔接位置泄出，通过采用不同折射率的胶可以控制泄出光的多少，从而控制熔接位置熔点的温度，避免熔点位置达到着火温度；当剩余部分的回返光传输至所述细芯径光纤2内后，所述细芯径光纤2由于进行过多次错芯熔接可以有效衰减所述回返光，同时配合所涂覆的高折射率的折射胶辅助衰减所述回返光，本发明实施例衰减后的回返光在正常状态下其功率可至毫瓦量级。

所述检测模块3分别检测所述包层光剥离器1以及尾纤与细芯径光纤2熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤2末端的回返光功率；所述检测模块3包括一个或多个温度传感器31以及光电二极管32，所述一个或多个温度传感器31分别设置在所述包层光剥离器1以及尾纤与细芯径光纤2的熔接位置检测其对应的温度，所述光电二极管32设置在所述细芯径光纤2的末端检测其对应的回返光功率，所述检测模块3将检测到的检测数据传输至所述激光器控制模块4。

所述激光器控制模块4接收所述检测模块3的检测数据并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并根据判断结果确认是否切断激光光源的输出；所述激光器控制模块4还用于分别设置所述检测数据的反馈阈值，当所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块4切断激光光源的输出；在本发明实施例中，所述检测数据的反馈阈值即温度的反馈阈值以及回返光功率的反馈阈值，当所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块4切断激光光源的输出；所述激光器控制模块4设置所述检测数据的反馈阈值目的在于检测所述各个元件的工作状态，由于所述激光器系统产生拉曼效应时对应的回返光功率较高，即便是通过上述多个元件来衰减所述回返光，可能会出现衰减后的功率和温度依然较高的情况，此时会对所述激光器系统造成损伤，因此，通过对所述检测数据设置对应的反馈阈值，并在所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块4立即切断激光光源的输出，提高了激光器系统工作的安全性。

在本发明实施例中，所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法通过设置包层光剥离器1以及多次错芯熔接细芯径光纤2来衰减回返光，同时检测模块3分别检测所述包层光剥离器1以及尾纤与细芯径光纤2熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤2末端的回返光功率，将检测数据传输至激光器控制模块4并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并在所述检测数据超过其对应的反馈阈值时立即切断激光光源的输出，通过处理泵浦合束器中心支路的回返光提高了泵浦合束器的安全性，从而保证了激光器系统的稳定性。

在本发明所提供的上述实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法，其特征在于，包括：

在泵浦合束器的尾纤处分别设置一段或多段包层光剥离器来滤除所述泵浦合束器的中心支路产生的部分回返光，剩余部分的回返光通过将所述尾纤与细芯径光纤熔接传输至所述细芯径光纤内；

对所述细芯径光纤进行多次错芯熔接，并在每一次的熔接位置分别涂覆不同的高折射率的折射胶；

分别检测所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤末端的回返光功率，将检测数据传输至激光器控制模块并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并根据判断结果确认是否切断激光光源的输出。

2.根据权利要求1所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述激光器控制模块分别设置所述检测数据的反馈阈值，当所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块切断激光光源的输出。

3.根据权利要求2所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法，其特征在于，在所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤的熔接位置分别设置温度传感器检测其对应的温度，在所述细芯径光纤的末端设置光电二极管检测其对应的回返光功率。

4.根据权利要求2所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法，其特征在于，所述一段或多段包层光剥离器上均涂覆有辅助散热的散热胶。

5.根据权利要求4所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

对应调整每一段包层光剥离器的长度、剥口大小以及涂覆胶折射率的高低来控制每一段包层光剥离器的工作温度。

6.一种应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置，其特征在于，包括：一段或多段包层光剥离器、细芯径光纤、检测模块以及激光器控制模块；

所述一段或多段包层光剥离器分别设置在泵浦合束器的尾纤处，所述尾纤与所述细芯径光纤熔接，所述检测模块设置在包层光剥离器以及所述尾纤与所述细芯径光纤熔接位置处，并与所述激光器控制模块电性连接；

所述一段或多段包层光剥离器用于滤除所述泵浦合束器的中心支路产生的部分回返光，剩余部分的回返光则传输至所述细芯径光纤内；所述细芯径光纤进行多次错芯熔接，并在每一次的熔接位置分别不同的涂覆高折射率的折射胶；所述检测模块分别检测所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤熔接位置的温度，以及检测细芯径光纤末端的回返光功率；

所述激光器控制模块接收所述检测模块的检测数据并分别判断其是否超过对应的反馈阈值，并根据判断结果确认是否切断激光光源的输出。

7.根据权利要求6所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置，其特征在于，所述激光器控制模块还用于：

分别设置所述检测数据的反馈阈值，当所述检测数据超过其对应的反馈阈值时，所述激光器控制模块切断激光光源的输出。

8.根据权利要求7所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置，其特征在于，所述检测模块包括一个或多个温度传感器以及光电二极管，所述一个或多个温度传感器分别设置在所述包层光剥离器以及尾纤与细芯径光纤的熔接位置检测其对应的温度，所述光电二极管设置在所述细芯径光纤的末端检测其对应的回返光功率。

9.根据权利要求7所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置，其特征在于，所述一段或多段包层光剥离器上均涂覆有辅助散热的散热胶。

10.根据权利要求9所述的应用于泵浦合束器中心支路的回返光处理装置，其特征在于，对应调整每一段包层光剥离器的长度、剥口大小以及涂覆胶折射率的高低来控制每一段包层光剥离器的工作温度。