CN109449731B - 一种超快脉冲光纤激光器 - Google Patents

一种超快脉冲光纤激光器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超快脉冲光纤激光器,包括光纤锁模激光源、脉冲展宽器、脉冲激光放大器、脉冲压缩器,光纤锁模激光源发出的脉冲激光经过脉冲展宽器进行色散而产生时域的展宽,再经过脉冲激光放大器进行能量的放大,最后经过脉冲压缩器在时域上压缩到所需的脉宽为皮秒或飞秒的脉冲激光输出,光纤锁模激光源的输出端与脉冲展宽器的输入端连接,脉冲展宽器的输出端与脉冲激光放大器的输入端连接,脉冲激光放大器的输出端与脉冲压缩器的输入端连接。本发明的目的在于提供一种脉宽更短、精度更高的超快脉冲光纤激光器。

Description

一种超快脉冲光纤激光器
技术领域
本发明涉及激光设备技术领域,特别涉及一种超快脉冲光纤激光器。
背景技术
脉冲激光器是指单个激光脉冲宽度小于0.25秒、每间隔一定时间才工作一次的激光器,它具有较大输出功率,适合于激光打标、切割、测距等。随着科学的发展,很多应用技术要求能够获得超短脉冲,即脉宽达到皮秒或飞秒以下量级的光脉冲。此时单纯适用调Q的方法,受腔长和调Q器件等条件的限制,已无法进一步压窄脉宽,因此,需要设计一种脉宽更短的超快脉冲光纤激光器。
发明内容
本发明提供一种超快脉冲光纤激光器,用以获得脉宽更短的超快脉冲光纤激光器。
本发明的一种超快脉冲光纤激光器,包括光纤锁模激光源、脉冲展宽器、脉冲激光放大器、脉冲压缩器,所述光纤锁模激光源发出的脉冲激光经过所述脉冲展宽器进行色散而产生时域的展宽,再经过脉冲激光放大器进行能量的放大,最后经过所述脉冲压缩器在时域上压缩到所需的脉宽为皮秒或飞秒的脉冲激光输出,所述光纤锁模激光源的输出端与所述脉冲展宽器的输入端连接,所述脉冲展宽器的输出端与所述脉冲激光放大器的输入端连接,所述脉冲激光放大器的输出端与所述脉冲压缩器的输入端连接。
为了增强激光的能量,优选的技术方案是,所述脉冲激光放大器由增益光纤,半导体泵浦光源,和耦合光纤光学模块组成,用于将激光能量放大。
为了获得高重复率的超短脉冲激光输出,优选的技术方案是,一种用于超快脉冲光纤激光器的光纤锁模激光源,所述光纤锁模激光源包括壳体、激光泵浦源、集成光器件、高增益光纤、偏振旋转光纤,所述壳体的内壁上设置有激光泵浦源,所述壳体内靠近所述激光泵浦源处设置有所述集成光器件,所述激光泵浦源与所述集成光器件的泵浦输入端连接,所述壳体的内壁上位于所述集成光器件的上方设置有所述高增益光纤,所述壳体的内壁上位于所述集成光器件与所述高增益光纤之间设置有所述偏振旋转光纤,所述集成光器件的公共端、所述高增益光纤、所述偏振旋转光纤和所述集成光器件的信号输入端顺次连接,形成环路构成光学谐振腔;所述壳体上贯穿设置有激光口,所述集成光器件的输出端的激光经过所述激光口传输到外部。
为了控制壳体内的温度,优选的技术方案是,还包括温控装置,所述温控装置包括凹槽体、液压缸、第一电机、叶片、挡板、第二电机、齿轮、齿条,所述壳体的上端设置有凹槽体,所述凹槽体设置有液压缸,所述液压缸的活塞杆竖直向下延伸,所述液压缸的活塞杆下端安装有第一电机,所述壳体的上端贯穿设置有通孔,所述第一电机的输出轴竖直向下穿过所述通孔延伸至所述壳体内,所述第一电机的输出轴的下端沿轴向安装有若干叶片,所述通孔半径大于所述叶片的长度,所述壳体的侧壁上设置有沿竖直方向延伸的的第一凹槽,所述第一凹槽上端贯穿所述壳体与所述凹槽体连通,所述壳体的侧壁上位于所述第一凹槽处沿竖直方向贯穿设置有若干散热孔,所述第一凹槽内设置有挡板,所述挡板在所述第一凹槽内能上下往复运动,所述挡板的上端设置有竖直方向的齿条,所述凹槽体内设置有第二电机,所述第二电机的输出轴水平方向设置,所述第二电机的输出轴上安装有齿轮,所述齿轮与所述齿条相啮合,所述凹槽体的侧壁上贯穿设置有开口,所述开口上设置有盖板,所述盖板与所述凹槽体的侧壁通过螺钉连接。
为了能自动控制壳体内的温度,使得温度的控制更精确,优选的技术方案是,所述壳体的内壁上设置有温度传感器,所述凹槽体内壁上设置有第一处理器,所述温度传感器与所述第一处理器电性连接,所述第一处理器与所述第一电机电性连接,所述第二电机与所述第一处理器电性连接。
为了能提高叶片的散热效率,优选的技术方案是,所述叶片的端面上设置有沿水平方向延伸的第二凹槽,所述第二凹槽内设置有伸缩片,所述伸缩片一端与所述第二凹槽的底壁通过弹簧连接,所述伸缩片另一端延伸出所述叶片的端面之外。
为了防止激光输出的抖动,影响激光的精度,优选的技术方案是,还包括防抖动装置,所述防抖动装置包括固定台、刚性连接杆、第一磁铁片、第二磁铁片、导向杆、第三磁铁片、第四磁铁片、第一管型弹簧、第二管型弹簧,所述壳体内靠近所述激光口处设置有固定台,所述壳体内设置有水平方向的刚性连接杆,所述刚性连接杆一端与所述壳体远离所述激光口的内壁固定连接,所述连接杆另一端与所述固定台固定连接,所述固定台的上方安装有第一磁铁片,所述第一磁铁片与所述壳体的上内壁固定连接,所述固定台的下方安装有第二磁铁片,所述第二磁铁片与所述壳体的下内壁固定连接,所述第一磁铁片与所述第二磁铁片之间设置有竖直方向的导向杆,所述固定台的上端面设置有第三磁铁片,所述固定台的下端面设置有第四磁铁片,所述固定台上贯穿设置有竖直方向的导向孔,所述导向杆的上端与所述第一磁铁片连接,所述导向杆的下端穿过所述导向孔与所述第二磁铁片连接,所述第一磁铁片与所述第三磁铁片之间设置有第一管型弹簧,所述第一管型弹簧套在所述导向杆上,所述第一管型弹簧上端与所述第一磁铁片固定连接,所述第一管型弹簧下端与所述第三磁铁片固定连接,所述第四磁铁片与所述第二磁铁片之间设置有第二管型弹簧,所述第二管型弹簧套在所述导向杆上,所述第二管型弹簧上端与所述第四磁铁片固定连接,所述第二管型弹簧下端与所述第二磁铁片固定连接,所述第一磁铁片与所述第三磁铁片的磁极相同,所述第四磁铁片与所述第二磁铁片的磁极相同。
为了能提高壳体经受较强的冲击,优选的技术方案是,所述壳体的内壁上依次设置有加速度传感器、第二处理器,所述第一磁铁片的下端面上设置有电磁铁,所述加速度传感器与所述第二处理器电性连接,所述第二处理器与所述电磁铁电性连接。
本发明的优点在于:本发明的一种超快脉冲光纤激光器,包括光纤锁模激光源、脉冲展宽器、脉冲激光放大器、脉冲压缩器,光纤锁模激光源发出的脉冲激光经过脉冲展宽器进行色散而产生时域的展宽,再经过脉冲激光放大器进行能量的放大,最后经过脉冲压缩器在时域上压缩到所需的脉宽为皮秒或飞秒的脉冲激光输出,光纤锁模激光源的输出端与脉冲展宽器的输入端连接,脉冲展宽器的输出端与脉冲激光放大器的输入端连接,脉冲激光放大器的输出端与脉冲压缩器的输入端连接。光纤锁模激光源发出的激光通过脉冲展宽器进行色散而产生时域的展宽,脉冲展宽器采用布拉格啁啾光纤光栅技术,该光栅的折射率变化成线性分布,对不同波长产生不同的延时,这种延时的不同会造成色散进而实现脉冲在时域展宽的效果,经过时域的激光经过脉冲激光放大器进行能量的放大,可实现超过1000微焦耳的脉冲能量输出,最后再经过脉冲压缩器将在时域被展宽和能量上被放大的激光脉冲在时域上再压缩到所需的皮秒和飞秒输出。光纤锁模激光源发出的激光经过脉冲展宽器进行时域的展宽,再经过脉冲激光放大器3进行能量的放大,最后,经过脉冲压缩器在时域上压缩,最后输出高能量的超短脉宽激光,应用于激光打标、切割、测距。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中一种超快脉冲光纤激光器的结构原理图;
图2为本发明实施例中一种超快脉冲光纤激光器的光纤锁模激光源的结构示意图;
图3为本发明实施例中一种超快脉冲光纤激光器的超快脉冲光纤激光器的温控装置的结构示意图;
图4为本发明实施例中一种超快脉冲光纤激光器的自动温控部分的结构示意图;
图5为本发明实施例中一种超快脉冲光纤激光器的伸缩片的结构示意图;
图6为本发明实施例中一种超快脉冲光纤激光器的防抖动装置的结构示意图;
图7本发明实施例中一种超快脉冲光纤激光器防抖动装置大的电气控制部分的结构示意图;
其中,1-光纤锁模激光源,2-脉冲展宽器,3-脉冲激光放大器,4-脉冲压缩器,101-壳体,102-激光泵浦源,103-集成光器件,104-高增益光纤,105-偏振旋转光纤,106-激光口,107-凹槽体,108-液压缸,109-第一电机,110-通孔,111-叶片,112-第一凹槽,113-散热孔,114-挡板,115-第二电机,116-齿轮,117-齿条,118-温度传感器,119-第一处理器,120-第二凹槽,121-伸缩片,122-弹簧,123-开口,124-盖板,125-第一磁铁片,126-第二磁铁片,127-导向杆,128-导向孔,129-第三磁铁片,130-第四磁铁片,131-第一管型弹簧,132-第二管型弹簧,133-加速度传感器,134-第二处理器,135-电磁铁,136-固定台,137-刚性连接杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种超快脉冲光纤激光器,如图1所示,包括光纤锁模激光源1、脉冲展宽器2、脉冲激光放大器3、脉冲压缩器4,所述光纤锁模激光源1发出的脉冲激光经过所述脉冲展宽器2进行色散而产生时域的展宽,再经过脉冲激光放大器3进行能量的放大,最后经过所述脉冲压缩器4在时域上压缩到所需的脉宽为皮秒或飞秒的脉冲激光输出,所述光纤锁模激光源1的输出端与所述脉冲展宽器2的输入端连接,所述脉冲展宽器2的输出端与所述脉冲激光放大器3的输入端连接,所述脉冲激光放大器3的输出端与所述脉冲压缩器4的输入端连接。
上述技术方案的工作原理为:光纤锁模激光源1发出的激光通过脉冲展宽器2进行色散而产生时域的展宽,脉冲展宽器采用布拉格啁啾光纤光栅技术,该光栅的折射率变化成线性分布,对不同波长产生不同的延时,这种延时的不同会造成色散进而实现脉冲在时域展宽的效果,经过时域的激光经过脉冲激光放大器3进行能量的放大,可实现超过1000微焦耳的脉冲能量输出,最后再经过脉冲压缩器4将在时域被展宽和能量上被放大的激光脉冲在时域上再压缩到所需的皮秒和飞秒输出。
上述技术方案的有益效果为:光纤锁模激光源1发出的激光经过脉冲展宽器2进行时域的展宽,再经过脉冲激光放大器3进行能量的放大,最后,经过脉冲压缩器4在时域上压缩,最后输出高能量的超短脉宽激光,应用于激光打标、切割、测距。
在一个实施例中,为了增强激光的能量,优选的技术方案是,所述脉冲展宽器2为啁啾光纤光栅,通过光栅的色散作用对光纤锁模激光源发出的激光的脉冲宽度进行展宽,同时,脉冲激光的峰值能量降低,以便于在所述脉冲激光放大器3中进行充分的放大。所述脉冲激光放大器3由增益光纤,半导体泵浦光源,和耦合光纤光学模块组成,用于将激光能量放大,将采用掺有稀土元素的大模场直径光纤和光子水晶光纤作为增益光纤。大模场有源光纤的直径达40微米,可实现超过100微焦耳的脉冲能量输出。光子水晶光纤的直径达100微米,理论上可实现超过1000微焦耳的脉冲能量输出,通过增益光纤进行激光的能量放大,可适应于大小不同的脉冲能量进行放大输出。脉冲压缩器4为面光栅对或体光栅,反向利用光栅的色散作用,将经过脉冲激光放大器3之后的脉冲激光进行脉冲宽度的压缩,同时,脉冲激光的峰值功率获得提高。
在一个实施例中,为了获得高重复率的超短脉冲激光输出,优选的技术方案是,如图2所示,一种用于超快脉冲光纤激光器的光纤锁模激光源,所述光纤锁模激光源1包括壳体101、激光泵浦源102、集成光器件103、高增益光纤104、偏振旋转光纤105,所述壳体101的内壁上设置有激光泵浦源102,所述壳体101内靠近所述激光泵浦源102处设置有所述集成光器件103,所述激光泵浦源102与所述集成光器件103的泵浦输入端连接,所述壳体101的内壁上位于所述集成光器件103的上方设置有所述高增益光纤104,所述壳体101的内壁上位于所述集成光器件103与所述高增益光纤104之间设置有所述偏振旋转光纤105,所述集成光器件103的公共端、所述高增益光纤104、所述偏振旋转光纤105和所述集成光器件103的信号输入端顺次连接,形成环路构成光学谐振腔;所述壳体101上贯穿设置有激光口106,所述集成光器件103的输出端的激光经过所述激光口106传输到外部。高增益光纤104是稀土掺杂磷酸盐玻璃单模光纤,其作为光纤激光器的增益介质,选用长度为4.5cm。高增益光纤104的纤芯中掺杂高浓度的发光离子是铒和镱,铒、镱稀土离子的掺杂浓度分别是2.5×1020ions/cm3、5.0×1020ions/cm3。纤芯基质成分为磷酸盐玻璃,光纤增益系数大于5dB/cm。偏振旋转光纤105为一段普通单模光纤(SMF-28),通过加热后沿光纤轴线扭转至设定角度,然后冷却固化后保持扭转角度。偏振旋转光纤4的作用是调制腔内信号光的偏振态,位于集成光器件103与高增益光纤104之间。偏振旋转光纤105和集成光器件103中集成的偏振相关型光隔离器构成了非线性偏振旋转锁模装置。
上述技术方案的工作原理为:激光泵浦源102发出的激光入射到集成光器件103的泵浦输入端,经过集成光器件103的公共端入射到高增益光纤104中,增大泵浦功率,在谐振腔内形成激光振荡,继续增大泵浦功率至阈值,通过调整偏振旋转光纤105的扭转角度至合适的值,使激光器达到锁模状态,在腔内形成超短脉冲,信号光进入集成光器件103的信号输入端后被分光,一部分输出到腔外。
上述技术方案的有益效果为:通过采用全光纤环形腔,减少了激光腔的长度。采用偏振旋转光纤104取代了常规的偏振控制器件,进一步简化了激光器的结构,简化了锁模激光器的腔结构,大大缩短了激光器的腔长,以获得重复率大于500MHz的高重复率的激光,高重复率的率超短脉冲激光器在高速光采样、生物医学、精确距离测量和光学频率梳等领域有十分重要的应用,采用有全光纤结构,能更好的抵抗外界环境扰动,系统稳定性较强。
在一个实施例中,为了控制壳体内的温度,优选的技术方案是,如图3所示,还包括温控装置,所述温控装置包括凹槽体107、液压缸108、第一电机109、叶片111、挡板114、第二电机115、齿轮116、齿条117,所述壳体101的上端设置有凹槽体107,所述凹槽体107设置有液压缸108,所述液压缸108的活塞杆竖直向下延伸,所述液压缸108的活塞杆下端安装有第一电机109,所述壳体101的上端贯穿设置有通孔110,所述第一电机109的输出轴竖直向下穿过所述通孔110延伸至所述壳体101内,所述第一电机109的输出轴的下端沿轴向安装有若干叶片111,所述通孔110半径大于所述叶片111的长度,所述壳体101的侧壁上设置有沿竖直方向延伸的的第一凹槽112,所述第一凹槽112上端贯穿所述壳体101与所述凹槽体107连通,所述壳体101的侧壁上位于所述第一凹槽112处沿竖直方向贯穿设置有若干散热孔113,所述第一凹槽112内设置有挡板114,所述挡板114在所述第一凹槽112内能上下往复运动,所述挡板114的上端设置有竖直方向的齿条117,所述凹槽体107内设置有第二电机115,所述第二电机115的输出轴水平方向设置,所述第二电机115的输出轴上安装有齿轮116,所述齿轮116与所述齿条117相啮合,所述凹槽体107的侧壁上贯穿设置有开口123,所述开口123上设置有盖板124,所述盖板124与所述凹槽体107的侧壁通过螺钉连接,所述凹槽体107内设置有电池为第一电机和第二电机提供电能。
上述技术方案的工作原理为:当壳体101内的器件工作产生的热量,导致壳体内温度过高,就会导致壳体内的器件的运行性能变差,甚至引起故障,就需要进行降温,通过启动凹槽体107上的液压缸108,液压缸108的活塞杆向下运动,使得第一电机109向下运动,第一电机109的输出轴带动叶片111向下运动穿过通孔110进入到壳体101内,然后启动第一电机109带动叶片111旋转,通过叶片产生的风对对壳体101内的器件进行降温,同时,启动第二电机115,第二电机115带动齿轮116转动,通过齿轮116与齿条117相啮合,带动齿条117向上运动,齿条117带动挡板114向上运动,没有挡板114在第一凹槽112内的遮挡,散热孔113就处于导通状态,此时,叶片吹动的热空气就更容易从散热孔113内流出,起到降温的作用;当壳体101内处于温度较低的环境中时,当壳体内的温度低于工作温度时,壳体内器件的正常运转,器件本身运转就会产生热量,因此只需降低热量的流失即可,此时,只需停止第一电机109的运转,同时,让第二电机115反转,使得挡板114向下运动,插入到第一凹槽112内,将散热孔113封堵,壳体内就处于密封状态,减少了热量的流失,保证壳体101内的器件处于正常工作的温度,维持正常的运行。壳体101内的器件都是一些易碎的精密器件,因此,当叶片损坏需要更换时,拆开壳体很容损坏精密器件,因此,本申请设计了伸缩结构,当需要维修叶片时,启动液压缸108,使得液压缸108的活塞杆向上运动,带动第一电机109向上运动,第一电机109的输出轴在带动叶片111向上运动,缩回到凹槽体107内,然后打开盖板124,就能从开口123处对叶片进行更换或维修。
上述技术方案的有益效果为:当壳体内温度高时,通过第一电机109带动叶片111的转速,对壳体内的器件进行散热,同时,通过挡板114在第一凹槽112内部分闭合或者完全闭合,来调节壳体与外界空气的流通速度,来实现壳体内温度的快速降低,壳体内的温度过高时,可以提高第一电机109的转速,同时,使得挡板114处于打开状态,所有的散热孔113都处于导通状态,加速了与外界气流的交换速度,大大提高快了散热效率,以实现快速降温;当壳体内温度过低时,第一电机109停止运转,叶片111停止旋转,挡板114处于闭合状态,减少热量的损失,由于壳体内的器件发热,壳体内的温度会逐渐升高,以实现壳体内温度的升高,从而实现壳体内的温度保持在工作温度范围内,保持壳体内器件正常的运转;壳体内在正常工作温度下,挡板114处于正常闭合状态,相比于传统的常开散热孔,减少了外界灰尘或者异物的进入,灰尘积聚在器件上会影响散热,加速磨损,因此,通过减少灰尘的进入,大大提高了壳体内器件的使用寿命;通过液压缸108使得叶片111能伸缩进入到凹槽体107内进行维修或更换,相比于传统的需要打开壳体101进行维修,容易损伤到壳体内的器件,起到了保护壳体内精密器件的作用。
在一个实施例中,为了能自动控制壳体内的温度,使得温度的控制更精确,优选的技术方案是,如图4所示,所述壳体101的内壁上设置有温度传感器118,所述凹槽体107内壁上设置有第一处理器119,所述温度传感器118与所述第一处理器119电性连接,所述第一处理器119与所述第一电机109电性连接,所述第二电机115与所述第一处理器119电性连接。
上述技术方案的工作原理为:温度传感器118能检测壳体101内的温度,然后传输给第一处理器119,当温度超过器件的正常工作温度时,就会启动第一电机109带动叶片111旋转,进行降温,同时,启动第二电机115带动挡板114向上运动,使得散热孔113处于打开状态,加速壳体内热空气,快速流出,进行降温;当温度低于器件的正常工作温度时,就会关闭第一电机109,同时,启动第二电机115反向旋转,使得挡板114向下运动,使得散热孔113处于闭合状态,使得壳体内的温度上升,实现壳体内的温度的智能控制。
上述技术方案的有益效果为:通过温度传感器118能检测壳体101内的温度,通过第一处理器119控制第一电机109和第二电机115,实现温度的自动智能控制。
在一个实施例中,能提高叶片的散热效率,优选的技术方案是,如图5所示,所述叶片111的端面上设置有沿水平方向延伸的第二凹槽120,所述第二凹槽120内设置有伸缩片121,所述伸缩片121一端与所述第二凹槽120的底壁通过弹簧122连接,所述伸缩片121另一端延伸出所述叶片111的端面之外。
上述技术方案的工作原理为:当叶片111在旋转时,伸缩片121在离心力的作用下,克服弹簧122的弹力向外延伸,叶片转速越高,伸缩片121就向外延伸的越长,扩大了叶片的面积,提高了叶片的散热效率。
上述技术方案的有益效果为:通过调节叶片111转速,改变离心力来调节伸缩片121的伸缩长度,当需要快速散热时,提高转速,伸缩片121就会向外伸长,提高散热效率,当壳体内温度不高时,叶片111转速较低,伸缩片121就会向内收缩进第二凹槽120内,就足够实现降温,这也减少了叶片的空气阻力,节省电能。
在一个实施例中,为了防止激光输出的抖动,影响激光的精度,优选的技术方案是,如图6所示,还包括防抖动装置,所述防抖动装置包括固定台136、刚性连接杆137、第一磁铁片125、第二磁铁片126、导向杆127、第三磁铁片129、第四磁铁片130、第一管型弹簧131、第二管型弹簧132,所述壳体101内靠近所述激光口106处设置有固定台136,所述壳体101内设置有水平方向的刚性连接杆137,所述刚性连接杆137一端与所述壳体101远离所述激光口106的内壁固定连接,所述刚性连接杆137另一端与所述固定台136固定连接,所述固定台136的上方安装有第一磁铁片125,所述第一磁铁片125与所述壳体101的上内壁固定连接,所述固定台136的下方安装有第二磁铁片126,所述第二磁铁片126与所述壳体101的下内壁固定连接,所述第一磁铁片125与所述第二磁铁片126之间设置有竖直方向的导向杆127,所述固定台136的上端面设置有第三磁铁片129,所述固定台136的下端面设置有第四磁铁片130,所述固定台136上贯穿设置有竖直方向的导向孔128,所述导向杆127的上端与所述第一磁铁片125连接,所述导向杆127的下端穿过所述导向孔128与所述第二磁铁片126连接,所述第一磁铁片125与所述第三磁铁片129之间设置有第一管型弹簧131,所述第一管型弹簧131套在所述导向杆127上,所述第一管型弹簧131上端与所述第一磁铁片125固定连接,所述第一管型弹簧131下端与所述第三磁铁片129固定连接,所述第四磁铁片130与所述第二磁铁片126之间设置有第二管型弹簧132,所述第二管型弹簧132套在所述导向杆127上,所述第二管型弹簧132上端与所述第四磁铁片130固定连接,所述第二管型弹簧132下端与所述第二磁铁片126固定连接,所述第一磁铁片125与所述第三磁铁片129的磁极相同,所述第四磁铁片130与所述第二磁铁片126的磁极相同。
上述技术方案的工作原理为:当壳体101靠近激光口106处受到外力冲击时(例如使用的工具不小心碰到或异物掉落到外壳上),会出现振动,导致壳体101的上下运动,就会带动第一磁铁片125和第二磁铁片126上下运动,当第一磁铁片125向下运动时,由于与第三磁铁片129距离靠近,通过磁性斥力,阻碍第一磁铁片125向下运动,当第一磁铁片125向上运动时,第一管型弹簧131被拉长,在弹簧拉力的作用下,阻碍第一磁铁片125向上运动,从而阻止壳体101的上壁振动;同理,当第二磁铁片126向下运动时,第二管型弹簧132被拉长,在弹簧拉力的作用下,阻碍第二磁铁片126向下运动,当第二磁铁片126向上运动时,由于与第四磁铁片130的距离靠近,通过磁性斥力,阻碍第二磁铁片126向上运动,从而阻止壳体101的下壁振动;由于刚性连接杆137与壳体101远离激光口106的一端固定连接,而且壳体101远离激光口106的一端通常都有支撑座固定,因此,当壳体101靠近激光口106处受到外力冲击时,变形较小,与刚性连接杆137连接的固定台136也就变形较小,从而起到稳定支撑的作用,导向杆127在导向孔128内能作上下往复运动。防抖动装置与壳体101内的其它部件在间隔一定距离相互独立设置,因此,并不会影响到其它部件的工作,是用来减小壳体101靠近激光口106受力产生的振动,用以提高输出激光的稳定性。
上述技术方案的有益效果为:当壳体101靠近激光口106处受到外力冲击时,通过防抖动装置能阻止壳体靠近激光口106一端的振动,从而提高了激光从激光口106输出的精度和直线度。
在一个实施例中,为了能提高壳体经受较强的冲击,优选的技术方案是,如图7所示,所述壳体101的内壁上依次设置有加速度传感器133、第二处理器134,所述第一磁铁片125的下端面上设置有电磁铁135,所述加速度传感器133与所述第二处理器134电性连接,所述第二处理器134与所述电磁铁135电性连接。
上述技术方案的工作原理为:通过加速度传感器133能测量到壳体101振动时的加速度值,第二处理器134依据加速度值,控制电磁铁135产生不同的磁场,通过与第三磁铁片129的磁场产生磁性斥力或者磁性引力,来阻碍第一磁铁片125的运动,来达到防止壳体101抖动的作用。
上述技术方案的有益效果为:通过加速度传感器133能测量到壳体101振动时的加速度值,能根据外界冲击力的大小,从而使得电磁铁135产生相应的电磁斥力或引力,来阻碍壳体101振动,以达到应对不同量级的冲击,实现壳体靠近激光口端的防抖。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种超快脉冲光纤激光器,其特征在于,包括光纤锁模激光源(1)、脉冲展宽器(2)、脉冲激光放大器(3)、脉冲压缩器(4),所述光纤锁模激光源(1)发出的脉冲激光经过所述脉冲展宽器(2)进行色散而产生时域的展宽,再经过脉冲激光放大器(3)进行能量的放大,最后经过所述脉冲压缩器(4)在时域上压缩到所需的脉宽为皮秒或飞秒的脉冲激光输出,所述光纤锁模激光源(1)的输出端与所述脉冲展宽器(2)的输入端连接,所述脉冲展宽器(2)的输出端与所述脉冲激光放大器(3)的输入端连接,所述脉冲激光放大器(3)的输出端与所述脉冲压缩器(4)的输入端连接;
所述光纤锁模激光源(1)包括壳体(101)、激光泵浦源(102)、集成光器件(103)、高增益光纤(104)、偏振旋转光纤(105),所述壳体(101)的内壁上设置有激光泵浦源(102),所述壳体(101)内靠近所述激光泵浦源(102)处设置有所述集成光器件(103),所述激光泵浦源(102)与所述集成光器件(103)的泵浦输入端连接,所述壳体(101)的内壁上位于所述集成光器件(103)的上方设置有所述高增益光纤(104),所述壳体(101)的内壁上位于所述集成光器件(103)与所述高增益光纤(104)之间设置有所述偏振旋转光纤(105),所述集成光器件(103)的公共端、所述高增益光纤(104)、所述偏振旋转光纤(105)和所述集成光器件(103)的信号输入端顺次连接,形成环路构成光学谐振腔;所述壳体(101)上贯穿设置有激光口(106),所述集成光器件(103)的输出端的激光经过所述激光口(106)传输到外部;
还包括温控装置,所述温控装置包括凹槽体(107)、液压缸(108)、第一电机(109)、叶片(111)、挡板(114)、第二电机(115)、齿轮(116)、齿条(117),所述壳体(101)的上端设置有凹槽体(107),所述凹槽体(107)设置有液压缸(108),所述液压缸(108)的活塞杆竖直向下延伸,所述液压缸(108)的活塞杆下端安装有第一电机(109),所述壳体(101)的上端贯穿设置有通孔(110),所述第一电机(109)的输出轴竖直向下穿过所述通孔(110)延伸至所述壳体(101)内,所述第一电机(109)的输出轴的下端沿轴向安装有若干叶片(111),所述通孔(110)半径大于所述叶片(111)的长度,所述壳体(101)的侧壁上设置有沿竖直方向延伸的的第一凹槽(112),所述第一凹槽(112)上端贯穿所述壳体(101)与所述凹槽体(107)连通,所述壳体(101)的侧壁上位于所述第一凹槽(112)处沿竖直方向贯穿设置有若干散热孔(113),所述第一凹槽(112)内设置有挡板(114),所述挡板(114)在所述第一凹槽(112)内能上下往复运动,所述挡板(114)的上端设置有竖直方向的齿条(117),所述凹槽体(107)内设置有第二电机(115),所述第二电机(115)的输出轴水平方向设置,所述第二电机(115)的输出轴上安装有齿轮(116),所述齿轮(116)与所述齿条(117)相啮合,所述凹槽体(107)的侧壁上贯穿设置有开口(123),所述开口(123)上设置有盖板(124),所述盖板(124)与所述凹槽体(107)的侧壁通过螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的一种超快脉冲光纤激光器,其特征在于,所述脉冲激光放大器(3)由增益光纤,半导体泵浦光源,和耦合光纤光学模块组成,用于将激光能量放大。
3.根据权利要求1所述的一种超快脉冲光纤激光器,其特征在于,所述壳体(101)的内壁上设置有温度传感器(118),所述凹槽体(107)内壁上设置有第一处理器(119),所述温度传感器(118)与所述第一处理器(119)电性连接,所述第一处理器(119)与所述第一电机(109)电性连接,所述第二电机(115)与所述第一处理器(119)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种超快脉冲光纤激光器,其特征在于,所述叶片(111)的端面上设置有沿水平方向延伸的第二凹槽(120),所述第二凹槽(120)内设置有伸缩片(121),所述伸缩片(121)一端与所述第二凹槽(120)的底壁通过弹簧(122)连接,所述伸缩片(121)另一端延伸出所述叶片(111)的端面之外。
5.根据权利要求1所述的一种超快脉冲光纤激光器,其特征在于,还包括防抖动装置,所述防抖动装置包括固定台(136)、刚性连接杆(137)、第一磁铁片(125)、第二磁铁片(126)、导向杆(127)、第三磁铁片(129)、第四磁铁片(130)、第一管型弹簧(131)、第二管型弹簧(132),所述壳体(101)内靠近所述激光口(106)处设置有固定台(136),所述壳体(101)内设置有水平方向的刚性连接杆(137),所述刚性连接杆(137)一端与所述壳体(101)远离所述激光口(106)的内壁固定连接,所述刚性连接杆(137)另一端与所述固定台(136)固定连接,所述固定台(136)的上方安装有第一磁铁片(125),所述第一磁铁片(125)与所述壳体(101)的上内壁固定连接,所述固定台(136)的下方安装有第二磁铁片(126),所述第二磁铁片(126)与所述壳体(101)的下内壁固定连接,所述第一磁铁片(125)与所述第二磁铁片(126)之间设置有竖直方向的导向杆(127),所述固定台(136)的上端面设置有第三磁铁片(129),所述固定台(136)的下端面设置有第四磁铁片(130),所述固定台(136)上贯穿设置有竖直方向的导向孔(128),所述导向杆(127)的上端与所述第一磁铁片(125)连接,所述导向杆(127)的下端穿过所述导向孔(128)与所述第二磁铁片(126)连接,所述第一磁铁片(125)与所述第三磁铁片(129)之间设置有第一管型弹簧(131),所述第一管型弹簧(131)套在所述导向杆(127)上,所述第一管型弹簧(131)上端与所述第一磁铁片(125)固定连接,所述第一管型弹簧(131)下端与所述第三磁铁片(129)固定连接,所述第四磁铁片(130)与所述第二磁铁片(126)之间设置有第二管型弹簧(132),所述第二管型弹簧(132)套在所述导向杆(127)上,所述第二管型弹簧(132)上端与所述第四磁铁片(130)固定连接,所述第二管型弹簧(132)下端与所述第二磁铁片(126)固定连接,所述第一磁铁片(125)与所述第三磁铁片(129)的磁极相同,所述第四磁铁片(130)与所述第二磁铁片(126)的磁极相同。
6.根据权利要求5所述的一种超快脉冲光纤激光器,其特征在于,所述壳体(101)的内壁上依次设置有加速度传感器(133)、第二处理器(134),所述第一磁铁片(125)的下端面上设置有电磁铁(135),所述加速度传感器(133)与所述第二处理器(134)电性连接,所述第二处理器(134)与所述电磁铁(135)电性连接。
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