CN110797739A - 一种一体化光纤激光引擎 - Google Patents

一种一体化光纤激光引擎 Download PDF

Info

Publication number
CN110797739A
CN110797739A CN201911242677.5A CN201911242677A CN110797739A CN 110797739 A CN110797739 A CN 110797739A CN 201911242677 A CN201911242677 A CN 201911242677A CN 110797739 A CN110797739 A CN 110797739A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
optical fiber
fixing groove
laser
grating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911242677.5A
Other languages
English (en)
Inventor
袁哲
刘腾
薛波新
刘明
沈文浩
贾占奎
刘普霞
杨超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Link (suzhou) Medical Technology Co Ltd
Original Assignee
Link (suzhou) Medical Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Link (suzhou) Medical Technology Co Ltd filed Critical Link (suzhou) Medical Technology Co Ltd
Priority to CN201911242677.5A priority Critical patent/CN110797739A/zh
Priority to PCT/CN2019/123924 priority patent/WO2021109161A1/zh
Publication of CN110797739A publication Critical patent/CN110797739A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06791—Fibre ring lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode

Abstract

本发明公开了一种一体化光纤激光引擎，其包括光纤主板、LD泵浦源、第一光纤光栅、有源光纤、第二光纤光栅、激光输出端；光纤主板上设有尾纤固定槽、第一光纤光栅固定槽、光纤盘绕槽、第二光纤光栅固定槽和激光输出端固定槽。本发明的一体化光纤激光引擎最大限度实现了光纤激光器核心部件的模块化，使其生产制造过程隔离于外部结构、电路、水路、光路的安装过程，提高了光纤激光器整机制造的合理性；提高了对脆弱的光纤波导部分的保护性；通过整体更换引擎，使得光纤激光器在作业现场的快速维修可行，并降低了维修的经济与时间成本。

Description

一种一体化光纤激光引擎
技术领域
本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种一体化光纤激光引擎。
背景技术
光纤激光器作为新一代固体激光器，具有高效率、高稳定性、高光束质量等优势，随着近几年的飞速发展，已经在工业、医疗、科研等众多领域得到广泛的应用。光纤激光器通常具有全光纤结构，核心光学引擎部分的集成需要依赖精密的工艺设备与控制严格的环境条件，因此，光纤激光引擎的维修通常是无法在作业现场进行的，即光纤激光器所具备的可维修性不强，降低了其应用便利性。
现有光纤激光器集成厂商的光源部分通常由LD泵浦源、有源光纤与各种光纤器件集成而成，每个零件为独立制造，光纤熔接集成工艺形成熔点，进而形成完整的光学部件。每个零件需要安装在光源主板上，以提供足够的散热与结构固定。该典型结构具有四个明显缺点：
其一，光纤与光纤之间的连接过程复杂且精度要求高，实现器件替换或光纤熔接在现场环境下耗费极高；
其二，光纤熔点数量较多，每个熔点都有可能造成效率降低、泄露光能量以成为损坏风险点；
其三，光纤器件与主板之间，需要通过导热介质填充实现散热，与直接安装与主板相比散热效果较差；
其四，由于光纤器件为独立制造，在进行集成工艺时必须留有两端足够的工艺长度，限制了光纤总长度，在部分高能光纤激光器中，可能导致降低非线性效应阈值。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种结构合理，便于维修的一体化光纤激光引擎。其采用如下技术方案：
一种一体化光纤激光引擎,其包括光纤主板、LD泵浦源、第一光纤光栅、有源光纤、第二光纤光栅、激光输出端；
所述光纤主板上设有尾纤固定槽、第一光纤光栅固定槽、光纤盘绕槽、第二光纤光栅固定槽和激光输出端固定槽；
所述LD泵浦源的尾纤固定于所述尾纤固定槽，所述LD泵浦源的尾纤设有熔融锥区，所述第一光纤光栅固定于所述第一光纤光栅固定槽，所述第一光纤光栅的石英波导部分的第一端与所述熔融锥区熔接，所述有源光纤固定于所述光纤盘绕槽，所述有源光纤的第一端与所述第一光纤光栅的石英波导部分的第二端熔接，所述第二光纤光栅固定于所述第二光纤光栅固定槽，所述有源光纤的第二端与所述第二光纤光栅的石英波导部分的第一端熔接，所述激光输出端固定于激光输出端固定槽，所述第二光纤光栅的石英波导部分的第二端熔接所述激光输出端。
作为本发明的进一步改进，在所述第二光纤光栅的石英波导部分的第二端和所述激光输出端的熔接处，通过侵蚀或高折射率涂胶的方式制备有包层光剥除结构。
作为本发明的进一步改进，在所述有源光纤的第一端与所述第一光纤光栅的石英波导部分的第二端的熔接处，以及在所述有源光纤的第二端与所述第二光纤光栅的石英波导部分的第一端的熔接处，进行再涂敷后使用导热填充介质填充。
作为本发明的进一步改进，所述光纤盘绕槽内设有光纤盘绕柱，所述有源光纤盘绕于所述光纤盘绕柱上。
作为本发明的进一步改进，在所述第一光纤光栅固定槽、第二光纤光栅固定槽的缝隙内，均填充有匹配的低折射率紫外胶。
作为本发明的进一步改进，所述光纤主板上通过灌封将各个器件固定。
作为本发明的进一步改进，所述光纤主板上还设有密封盖。
作为本发明的进一步改进，所述激光输出端为光纤端帽。
作为本发明的进一步改进，所述LD泵浦源上设有输出光纤可插拔结构。
本发明的有益效果：
本发明的一体化光纤激光引擎最大限度实现了光纤激光器核心部件的模块化，使其生产制造过程隔离于外部结构、电路、水路、光路的安装过程，提高了光纤激光器整机制造的合理性；提高了对脆弱的光纤波导部分的保护性；通过整体更换引擎，使得光纤激光器在作业现场的快速维修可行，并降低了维修的经济与时间成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例中光纤主板的结构示意图；
图2是本发明实施例中省去光纤主板的一体化光纤激光引擎的结构示意图。
标记说明：10、光纤主板；11、尾纤固定槽；12、第一光纤光栅固定槽；13、光纤盘绕槽；131、光纤盘绕柱；14、第二光纤光栅固定槽；15、激光输出端固定槽；20、LD泵浦源；30、第一光纤光栅；40、有源光纤；50、第二光纤光栅；60、激光输出端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-2所示，为本发明实施例中的一体化光纤激光引擎,其包括光纤主板10、LD泵浦源20、第一光纤光栅30、有源光纤40、第二光纤光栅50、激光输出端60。
如图1所示，光纤主板10上设有尾纤固定槽11、第一光纤光栅固定槽12、光纤盘绕槽13、第二光纤光栅固定槽14和激光输出端固定槽15。
如图2所示，LD泵浦源20的尾纤固定于尾纤固定槽11，LD泵浦源20的尾纤设有熔融锥区，第一光纤光栅30固定于第一光纤光栅固定槽12，第一光纤光栅30的石英波导部分的第一端与熔融锥区熔接，形成激光输入端，有源光纤40固定于光纤盘绕槽13，有源光纤40的第一端与第一光纤光栅30的石英波导部分的第二端熔接，第二光纤光栅50固定于第二光纤光栅固定槽14，有源光纤40的第二端与第二光纤光栅50的石英波导部分的第一端熔接，激光输出端60固定于激光输出端固定槽15，第二光纤光栅50的石英波导部分的第二端熔接激光输出端60。在本实施例中，LD泵浦源20上设有输出光纤可插拔结构。拆装便利。
在本实施例中，在第二光纤光栅50的石英波导部分的第二端和激光输出端60的熔接处，通过侵蚀或高折射率涂胶的方式制备有包层光剥除结构。具体的，采用侵蚀方式的包层光剥除结构使用架空的安装方式，采用高折射率涂胶的包层光滤除结构采用填充固化的安装方式。优选的，对包层光剥除结构周围材料进行必要的吸光性能加强。
在有源光纤40的第一端与第一光纤光栅30的石英波导部分的第二端的熔接处，以及在有源光纤40的第二端与第二光纤光栅50的石英波导部分的第一端的熔接处，进行再涂敷后使用导热填充介质填充。
优选的，光纤盘绕槽13内设有光纤盘绕柱131，有源光纤40盘绕于光纤盘绕柱131上。
其中，在第一光纤光栅固定槽12、第二光纤光栅固定槽14的缝隙内，均填充有匹配的低折射率紫外胶。
在本实施例中，光纤主板10上通过灌封将各个器件固定。光纤主板10上还设有密封盖。激光输出端60为光纤端帽或其他形式。
本发明的一体化光纤激光引擎最大限度实现了光纤激光器核心部件的模块化，使其生产制造过程隔离于外部结构、电路、水路、光路的安装过程，提高了光纤激光器整机制造的合理性；提高了对脆弱的光纤波导部分的保护性；通过整体更换引擎，使得光纤激光器在作业现场的快速维修可行，并降低了维修的经济与时间成本。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种一体化光纤激光引擎，其特征在于，包括光纤主板、LD泵浦源、第一光纤光栅、有源光纤、第二光纤光栅、激光输出端；
所述光纤主板上设有尾纤固定槽、第一光纤光栅固定槽、光纤盘绕槽、第二光纤光栅固定槽和激光输出端固定槽；
所述LD泵浦源的尾纤固定于所述尾纤固定槽，所述LD泵浦源的尾纤设有熔融锥区，所述第一光纤光栅固定于所述第一光纤光栅固定槽，所述第一光纤光栅的石英波导部分的第一端与所述熔融锥区熔接，所述有源光纤固定于所述光纤盘绕槽，所述有源光纤的第一端与所述第一光纤光栅的石英波导部分的第二端熔接，所述第二光纤光栅固定于所述第二光纤光栅固定槽，所述有源光纤的第二端与所述第二光纤光栅的石英波导部分的第一端熔接，所述激光输出端固定于激光输出端固定槽，所述第二光纤光栅的石英波导部分的第二端熔接所述激光输出端。
2.如权利要求1所述的一体化光纤激光引擎，其特征在于，在所述第二光纤光栅的石英波导部分的第二端和所述激光输出端的熔接处，通过侵蚀或高折射率涂胶的方式制备有包层光剥除结构。
3.如权利要求1所述的一体化光纤激光引擎，其特征在于，在所述有源光纤的第一端与所述第一光纤光栅的石英波导部分的第二端的熔接处，以及在所述有源光纤的第二端与所述第二光纤光栅的石英波导部分的第一端的熔接处，进行再涂敷后使用导热填充介质填充。
4.如权利要求1所述的一体化光纤激光引擎，其特征在于，所述光纤盘绕槽内设有光纤盘绕柱，所述有源光纤盘绕于所述光纤盘绕柱上。
5.如权利要求1所述的一体化光纤激光引擎，其特征在于，在所述第一光纤光栅固定槽、第二光纤光栅固定槽的缝隙内，均填充有匹配的低折射率紫外胶。
6.如权利要求1所述的一体化光纤激光引擎，其特征在于，所述光纤主板上通过灌封将各个器件固定。
7.如权利要求1所述的一体化光纤激光引擎，其特征在于，所述光纤主板上还设有密封盖。
8.如权利要求1所述的一体化光纤激光引擎，其特征在于，所述激光输出端为光纤端帽。
9.如权利要求1所述的一体化光纤激光引擎，其特征在于，所述LD泵浦源上设有输出光纤可插拔结构。
CN201911242677.5A 2019-12-06 2019-12-06 一种一体化光纤激光引擎 Pending CN110797739A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911242677.5A CN110797739A (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种一体化光纤激光引擎
PCT/CN2019/123924 WO2021109161A1 (zh) 2019-12-06 2019-12-09 一种一体化光纤激光引擎

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911242677.5A CN110797739A (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种一体化光纤激光引擎

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110797739A true CN110797739A (zh) 2020-02-14

Family

ID=69447653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911242677.5A Pending CN110797739A (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种一体化光纤激光引擎

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110797739A (zh)
WO (1) WO2021109161A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111924635A (zh) * 2020-06-24 2020-11-13 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光纤盘及泵浦源自动上料系统
WO2022246815A1 (zh) * 2021-05-28 2022-12-01 广东省智能机器人研究院 滤除光纤中杂散光的盘绕装置及杂散光的滤除方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3250496B2 (ja) * 1997-09-19 2002-01-28 日本電気株式会社 光素子実装基板
JP5193335B2 (ja) * 2011-06-06 2013-05-08 古河電気工業株式会社 光ファイバレーザおよびレーザ光増幅装置
CN103259166B (zh) * 2013-04-22 2015-04-22 西北大学 基于射频调制长周期光栅调q脉冲和连续两用光纤激光器
CN105140765A (zh) * 2015-09-15 2015-12-09 深圳市创鑫激光股份有限公司 光纤激光器的谐振腔模块及其光纤激光器
CN208226285U (zh) * 2018-05-08 2018-12-11 深圳市杰普特光电股份有限公司 光纤激光输出设备
CN109103735A (zh) * 2018-09-28 2018-12-28 深圳市杰普特光电股份有限公司 连续光纤激光模块
CN109818243A (zh) * 2019-02-22 2019-05-28 深圳技术大学（筹） 一种光纤放大器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111924635A (zh) * 2020-06-24 2020-11-13 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光纤盘及泵浦源自动上料系统
WO2022246815A1 (zh) * 2021-05-28 2022-12-01 广东省智能机器人研究院 滤除光纤中杂散光的盘绕装置及杂散光的滤除方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021109161A1 (zh) 2021-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105785511B (zh) 一种基于拉锥自组装的多芯光纤耦合器制备方法
CN103904535B (zh) 一种高功率光纤激光器包层光滤除装置
US9276370B2 (en) High-power liquid-cooled pump and signal combiner
EP2230540B1 (en) Optical fiber
US11009657B2 (en) Optical fiber splice encapsulated by a cladding light stripper
CN110797739A (zh) 一种一体化光纤激光引擎
US4830453A (en) Device for optically coupling a radiation source to an optical transmission fiber
CN104570213A (zh) 一种高功率光纤包层功率剥离器装置
CN103762484A (zh) 一种包层光衰减器及其制造方法
CN105425336A (zh) 一种利用散热材料的光纤包层光滤除方法
CN103545704B (zh) 植入式侧面泵浦耦合方法
WO2018062484A1 (ja) 光接続構造、光モジュール
US10833470B2 (en) Optical fiber and fiber laser
CN104635296A (zh) 一种长距离激光能量传输光纤
CN202837591U (zh) 一种膜片式光纤激光耦合器
US20180239083A1 (en) Bi-directional pump light fiber for energy transfer to a cladding pumped fiber
CN210779478U (zh) 一种一体化光纤激光引擎
KR101871996B1 (ko) 클래딩 모드스트리퍼 및 이를 이용하는 광섬유레이저
CN113866891B (zh) 光纤耦合端
CN105161959B (zh) 一种单向光纤包层光滤除器及光纤激光器
CN210572871U (zh) 模场适配器、光纤激光器以及光纤隔离器
JP2007121503A (ja) 光ファイバの接続方法
CN209215643U (zh) 高效耦合且易于封装的新型Tosa器件
CN103605181B (zh) 百瓦级高隔离度在线型光隔离器
CN112736636A (zh) 一种适用于固体激光器的光纤耦合器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination