CN111463649A - 一种高功率光纤激光产生装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高功率光纤激光产生装置及其方法，该装置包括：至少一个光纤激光发生组；每个光纤激光发生组包括在光路上依次设置的光纤激光器、光栅和色镜组构成；光纤激光器为多个，是在预设中心波长范围内，按照每隔预设波长间隔选取一台的方式选取的，每个激光光束相平行；光栅用于对激光光束进行合束，生成一级光束；色镜组用于将所有一级光束合束为高功率光纤激光。本实施例通过拉曼增益对激光子光束光谱波段进行逐级拓展，极大地增加合成路数，可将合成的光谱范围从现有不到一百纳米拓展到数百纳米甚至千纳米，合成路数从现有的百路提升到数百路甚至千路，在光纤激光子光束的功率充分提升的情况下，能够创造出极高功率的合成光束。

Description

一种高功率光纤激光产生装置及其方法

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，更具体地，涉及一种高功率光纤激光产生装置及其方法。

背景技术

随着光纤激光器在民用工业、国防工业、以及医疗行业的运用逐渐增多，光纤激光器技术在近些年也有着飞速的发展，尤其是高功率保偏光纤激光在航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国民经济的各个领域展现出独有的优势。

目前，可成熟稳定量产的单个高功率光纤激光器的可靠功率已经可达千瓦量级。然而，进一步提升单个光纤激光器产生的光束的功率却面临诸多激光物理机理方面的瓶颈。因此，光束合成便成为进一步提升激光光束功率的主要技术研发方向。

然而，目前的光纤激光合束方法已达到其合束路数和功率的瓶颈，可合成的子光束路数为数十路，子光束光谱范围为数十纳米内，其最终产生的合成光束功率仅可达百千瓦量级。

因此，能够提供极宽光谱范围内、众多路保偏光纤激光的合束，提高最终合成光束功率，成为本领域最为迫切的技术需求。

发明内容

为了解决现有技术在光纤激光合束时面临的上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的高功率光纤激光产生装置及其方法。

本发明实施例的一方面提供一种高功率光纤激光产生装置，包括：至少一个光纤激光发生组；每个光纤激光发生组包括在光路上依次设置的光纤激光器、光栅和色镜组构成；光纤激光器为多个，是在预设中心波长范围内，按照每隔预设波长间隔选取一台的方式选取的，每个光纤激光器产生的激光光束相平行；光栅用于对多路激光光束进行合束，生成一级光束；色镜组用于将所有一级光束合束为二级光束，二级光束为高功率光纤激光。

进一步地，上述预设中心波长范围为[1000nm，2000nm]；合成一级光束的相邻子光束预设波长间隔不超过1nm，相邻两个一级光束组间预设波长间隔大于1nm。

进一步地，上述光纤激光器为普通光纤激光器和/或拉曼光纤激光器。

进一步地，在每个光纤激光发生组中，光栅的个数小于光纤激光器的个数的一半。

进一步地，上述色镜组包括多个在光路上依次设置的色镜组成，每个色镜用于将经过的两束光束合束为一束。

进一步地，当光纤激光发生组的个数为2时，两个光纤激光发生组均为保偏光纤激光发生组，记为第一保偏光纤激光发生组和第二保偏光纤激光发生组；光纤激光器均为保偏光纤激光器，光栅均为保偏光栅；还包括设置偏振合成器件；在第一保偏光纤激光发生组中的每个保偏光纤激光器产生的激光光束的偏振方向为X轴方向时，第二保偏光纤激光发生组中的每个保偏光纤激光器产生的激光光束的偏振方向为Y轴方向；两个保偏光纤激光发生组产生的二级光束经过偏振合成器件合成为高功率光纤激光。

进一步地，上述偏振合成器件由偏振旋转器件以及偏振片构成。

第二方面，本发明实施例提供一种高功率光纤激光产生方法，包括以下步骤：

S1：构建至少一个光纤激光发生组；每个光纤激光发生组包括在光路上依次设置的光纤激光器、光栅和色镜组构成；光纤激光器为多个，是在预设中心波长范围内，按照每隔预设波长间隔选取一台的方式选取的，每个光纤激光器产生的激光光束相平行；

S2：在光纤激光发生组内，将多个光纤激光器产生的多路激光光束经过光栅合束为一级光束；

S3：在光纤激光发生组内，将所有一级光束经过色镜组合束为二级光束，二级光束为所述高功率光纤激光；

进一步地，当光纤激光发生组的个数为2时，两个光纤激光发生组均为保偏光纤激光发生组，任一光纤激光器均为保偏光纤激光器，任一光栅均为保偏光栅；高功率光纤激光产生装置还包括偏振合成器件；在获取每个光纤激光发生组产生的二级光束后，利用偏振合成器件对两个二级光束进行合束，生成所述高功率光纤激光。

进一步地，在预设的中心波长范围内，波长范围在1000nm至1100nm之间的光纤激光器为基于镱离子增益波段直接输出的普通激光器；波长在1100nm以上的光纤激光器为基于拉曼增益拓展光谱波段输出的拉曼激光器。

本发明实施例提供的高功率光纤激光产生装置，通过将极宽光谱范围内、众多光纤激光子光束经过二级或三级合束成为一束，在光纤激光子光束的功率充分提升的情况下，能够创造出极高功率的合成光束。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明第一个实施例提供的一种高功率光纤激光产生装置结构示意图；

图2为本发明使用一个光纤激光发生组时的功率合成公式示意图；

图3为本发明第二个实施例提供的一种高功率光纤激光产生装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种高功率光纤激光产生方法的流程示意图；

图5为本发明所述光纤激光器普通激光和拉曼激光的波长示意图；

其中，1-光纤激光器、2-光栅、3-色镜组、4-偏振合成器件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1所示，本发明第一个实施例提供一种高功率光纤激光产生装置，包括但不限于以下结构组成：

至少一个光纤激光发生组；每个光纤激光发生组包括在光路上依次设置的光纤激光器1、光栅2和色镜组3构成；光纤激光器1为多个，是在预设中心波长范围内，按照每隔预设波长间隔选取一台的方式选取的，每个光纤激光器1产生的激光光束相平行；光栅2用于对多路激光光束进行合束，生成一级光束；色镜组3用于将所有一级光束合束为二级光束，二级光束为高功率光纤激光。

进一步地，上述预设中心波长范围为[1000nm，2000nm]；用光栅合束的相邻激光光束的预设波长间隔不超过1nm，用色镜组合束的相邻一级光束组之间的预设波长间隔大于1nm。

具体地，在本发明实施例中，可以根据实际光路以及调制的需要，设置多组反光镜以及光栅，用于对入射的激光光束进行镜面反射及合束，对此本发明实施例不作具体地赘述。例如可以在光纤激光器1与光栅2的光路之间设置一组反光镜，用于将多组光纤激光器1所产生的多路激光光束，反射至所述光栅2上的同一点，以完成将上述多路激光光束合束为一级光束，即图1中一次光束合成的步骤。

进一步地，也可以在光栅2与色镜组3之间设置一组反光镜，以使得从某个光栅反射出的激光光束入射至色镜组3中任一色镜的上表面，通过反光镜使另一个光栅反射出的激光光束入射至该色镜的下表面，并使入射至该色镜的入射点重合，以完成将两个一级激光光束通过色镜进行合束。在本发明实施例，还可以将由某一色镜出射的合束光通过另一色镜与其他的一级光束继续进行合束。当利用色镜组3完成所有的一级光束的合束后，生成二级光束，作为该光纤激光发生组的输出，也就是最终的高功率光纤激光。

如果上述高功率光纤激光产生装置只采用了一个光纤激光发生组，则由色镜最终合成的二级光束就是最终的高功率光纤激光，其功率来自于所有参与合成的光纤激光器的总和(伴随中间各个器件带来的合理损耗)，光谱合成功率定标的原理如图2所示的公式表示。

本发明实施例提供的高功率光纤激光产生装置，通过将极宽光谱范围内、众多光纤激光子光束合成为一束，在光纤激光子光束的功率充分提升的情况下，能够创造出极高功率的合成光束，远超现有技术能够合成的范围，合成路数可达数百甚至上千路，合成光束光谱范围可达数百甚至上千纳米，合成功率可达兆瓦量级。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，上述预设中心波长范围为[1000nm，2000nm]；一级光束内部的激光光束预设波长间隔为1nm；相邻一级光束的预设波长间隔为1nm。

具体地，在此预设中心波长范围以及预设波长间隔条件下，即光纤激光器的中心波长的范围是1000纳米至2000纳米之间。例如，将[1030nm，1090nm]中120路激光子光束采用光栅合束成一级光束，和[1100nm，1160nm]中120路激光子光束采用光栅合束成的另一束一级光束通过色散镜合束，如此排布，最后和[1730nm，1790nm]中120路激光子光束采用光栅合束成的一级光束通过色散镜合束成最终的二级光束输出。如此，本发明实施例所应用的高功率光纤激光产生装置可以有1200路合成的容量，并可利用拉曼光纤激光器逐级拓展至更高容量。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，光纤激光器可以为普通光纤激光器或拉曼光纤激光器。

其中，在本发明实施例中，对于选用中心波长在1100nm附近的激光器，可以采用普通光纤激光器；对于中心波长更大的激光器，可以采用拉曼光纤激光器逐级实现，将用于合成的激光子光束的光谱范围拓展到很宽、将合成路数增加到很多，高效地合成众多路数的激光光束、极大地提升合成输出功率，远超现有合成方法能够实现的光谱范围、合成路数和输出功率。

在本发明实施例中所提供的高功率光纤激光产生装置，可以实现将不同性质的激光器产生的光谱跨度更宽的激光光束进行合束，攻克了现有技术中的技术难关。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在每个光纤激光发生组中，光栅的个数小于光纤激光器的个数的一半。

为了更高效率的实现激光光束的合束，在本发明实施例中，通过将每个光纤激光发生组中的光栅2的数量设置为不超过光纤激光器1的个数的一半，即满足：1<B1<A/2，其中B1为光栅2的数量，A为光纤激光器1的个数。

进一步地，在本发明实施例中，色镜组3具体包括多个在光路上依次设置的色镜组成，每个色镜用于将经过的两束光束合束为一束。

具体地，该色镜可以借助现有的激光合束镜来进行替代，主要用于将经过其上、下表面的不同波长的激光进行合束。在本发明实施例中，当光栅2的个数为B1、对应的一级光束为C1束，C1≤B1；此时要实现C1束一级光束的合束，可以设置C1-1个色镜，依次设置在光路上，具体地如图1所示。

如图3所示，本发明第二个实施例提供一种高功率光纤激光产生装置，包括：

当光纤激光发生组的个数为2时，两个光纤激光发生组均为保偏光纤激光发生组，记为第一保偏光纤激光发生组和第二保偏光纤激光发生组；光纤激光器均为保偏光纤激光器，所述的光栅均为保偏光栅；高功率光纤激光产生装置还包括偏振合成器件；在第一保偏光纤激光发生组中的每个保偏光纤激光器产生的激光光束的偏振方向为X轴方向时，第二保偏光纤激光发生组中的每个保偏光纤激光器产生的激光光束的偏振方向为Y轴方向；两个保偏光纤激光发生组产生的二级光束经过所述偏振合成器件合成为所述高功率光纤激光。

进一步地，上述预设中心波长范围为[1000nm，2000nm]；用保偏光栅合束的相邻激光光束的预设波长间隔不超过1nm，用色镜组合束的相邻一级光束组之间的预设波长间隔大于1nm。

具体地，由于保偏光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信噪比，以实现对物理量的高精度测量，因此，在本发明实施例中各元器件之间通过保偏光纤的连接来实现。

具体地，在本发明实施例中，可以根据实际光路以及调制的需要，设置多组反光镜及光栅，用于对入射的激光光束进行镜面反射及合束，对此本发明实施例不作具体地赘述。例如可以在保偏光纤激光器1与保偏光栅2的光路之间设置一组反光镜，用于将多组保偏光纤激光器1所产生的多路激光光束，反射至所述保偏光栅2上的同一点，以完成将上述多路激光光束合束为一级光束，即图3所述的一次合成的步骤。

进一步地，也可以在保偏光栅2与色镜组3之间设置一组反光镜，以使得从某个保偏光栅反射出的激光光束入射至色镜组3中任一色镜的上表面，并通过反光镜使另一个保偏光栅反射出的激光光束入射至该色镜的下表面，并使入射至该色镜的入射点重合，以完成将两个一级激光光束通过色镜进行合束。在本发明实施例，还可以将由某一色镜出射的合束光通过另一色镜与其他的一级光束继续进行合束。当利用色镜组3完成所有的一级光束的合束后，生成二级光束，作为该保偏光纤激光发生组的输出。

本发明实施例提供的高功率光纤激光产生装置，通过将极宽光谱范围内、众多光纤激光子光束合成为一束，在光纤激光子光束的功率充分提升的情况下，能够创造出极高功率的合成光束。

需要说明的是，为表述方便，在本发明实施例中设置的两个保偏光纤激光发生组可以分别命名为第一保偏光纤激光发生组和第二保偏光纤激光发生组；在第一保偏光纤激光发生组中的每个保偏光纤激光器产生的激光光束的偏振方向为X轴方向时，第二保偏光纤激光发生组中的每个保偏光纤激光器产生的激光光束的偏振方向为Y轴方向。

具体地，如图3所示，将位于图3上方的保偏光纤激光发生组称作第一保偏光纤激光发生组，其产生的激光光束的偏振方向为X轴方向；对应的，将位于图3下方的保偏光纤激光发生组称作第二保偏光纤激光发生组(图中未完全示出)，其产生的激光光束的偏振方向则为Y轴方向。

进一步地，在本发明实施例中，对通过偏振合成器件对第一保偏光纤激光发生组输出的X轴向偏振的二级光束，以及第二保偏光纤激光发生组输出的Y轴向偏振的二级光束进行合束的方式，不作具体地限定。

本发明实施例提供的高功率光纤激光产生装置，通过先分别对X轴向偏振和Y轴向偏振的所有光纤激光子光束合束成一级光束、二级光束，最后再将产生的X轴向偏振和Y轴向偏振的二级光束进行合束，能够将现有技术无法覆盖的极宽光谱范围内、众多光纤激光子光束合成为一束，合成路数可达数百甚至上千路，子光束光谱范围可达数百甚至上千纳米，在光纤激光子光束的功率充分提升的情况下，能够创造出兆瓦量级的极高功率合成光束。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，上述预设中心波长范围为[1030nm，1790nm]；一级光束内部的激光光束预设波长间隔为0.5nm；相邻一级光束的预设波长间隔为10nm。

具体地，在此预设中心波长范围以及预设波长间隔条件下，第一个X轴向偏振的保偏光纤激光发生组设置如下：保偏光纤激光器的中心波长的范围是1030纳米至1790纳米之间，[1030nm，1090nm]中120路激光子光束采用保偏光栅合束成一级光束1，和[1100nm，1160nm]中120路激光子光束采用保偏光栅合束成的一级光束2通过色散镜合束，如此排布，最后和[1730nm，1790nm]中120路激光子光束采用保偏光栅合束成的一级光束10通过色散镜合束成最终的二级光束输出。第二个保偏光纤激光发生组为Y轴向偏振，其他设置同第一个保偏光纤激光发生组；两个保偏光纤激光发生组产生的X和Y二级光束再通过偏振合束成三级光束最后输出。如此，本发明实施例所应用的高功率光纤激光产生装置可以有2400路合成的容量。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，每个保偏光纤激光发生组中保偏光纤激光器的个数取值范围为[50，2500]。由于在本发明实施例中总共是可以设置两组保偏光纤激光发生组，因此，在本发明实施例中准备用于产生要合成的高功率光束的Z台保偏光纤激光器，Z的取值范围是100至5000。

需要说明的，在本发明实施例中，将两个保偏光纤激光发生组中的保偏光纤激光器的个数设为相同，但在实际运用中，两者的个数可以是不同的。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，保偏光纤激光器可以为普通光纤激光器或拉曼光纤激光器。

其中，在本发明实施例中，对于选用中心波长在1100nm附近的激光器，可以采用普通光纤激光器；对于中心波长更大的激光器，可以采用拉曼光纤激光器逐级实现，将用于合成的激光子光束的光谱范围拓展到很宽、将合成路数增加到很多，高效地合成众多路数的激光光束、极大地提升合成输出功率，远超现有合成方法能够实现的光谱范围、合成路数和输出功率。

在本发明实施例中所提供的高功率光纤激光产生装置，可以实现将不同性质的激光器产生的光谱跨度范围更宽的激光光束进行合束，攻克了现有技术中的技术难关。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在每个保偏光纤激光发生组中，保偏光栅的个数小于保偏光纤激光器的个数的一半。

为了更高效率的实现激光光束的合束，在本发明实施例中，通过将每个保偏光纤激光发生组中的保偏光栅2的数量设置为不超过保偏光纤激光器1的个数的一半，即满足：1<B1<A/2，其中B1为保偏光栅2的数量，A为保偏光纤激光器1的个数。

基于上述实施例所述的内容，作为一种可选实施例，上述偏振合成器件4由偏振旋转器件以及偏振片构成。

具体地，当输入至偏振合成器件4中的两束二级光束分别为X轴偏振激光和Y轴偏振激光时，偏振合成器件4可以设置为由偏振旋转器件以及偏振片构成的结构，以实现对输入的二级光束的合束成最终高功率光束的输出。

进一步地，在本发明实施例中，色镜组3具体包括多个在光路上依次设置的色镜组成，每个色镜用于将经过的两束光束合束为一束。

具体地，该色镜可以借助现有的激光合束镜来进行替代，主要用于将经过其上、下表面的不同波长的激光进行合束。在本发明实施例中，当保偏光栅2的个数为B1、对应的一级光束为C1束；此时要实现C1束一级光束的合束，则可以设置C1-1个色镜，依次设置在光路上。

本发明实施例还提供一种高功率光纤激光产生方法，如图4所示，一般包括但不限于以下步骤：

S1：构建至少一个光纤激光发生组；每个所述光纤激光发生组包括在光路上依次设置的光纤激光器、光栅和色镜组构成；所述光纤激光器为多个，是在预设中心波长范围内，按照每隔预设波长间隔选取一台的方式选取的，每个所述保偏光纤激光器产生的激光光束相平行；

S2：在所述光纤激光发生组内，将多个所述光纤激光器产生的多路激光光束经过所述光栅合束为一级光束；

S3：在所述光纤激光发生组内，将所有所述一级光束经过所述色镜组合束为二级光束，所述二级光束为所述高功率光纤激光。

在上述实施例的基础上，作为一种可选实施例，在步骤S3之后，还可以存在步骤S4，即当光纤激光发生组的个数为2时，两个光纤激光发生组均为保偏光纤激光发生组，任一光纤激光器均为保偏光纤激光器，任一所述光栅均为保偏光栅；高功率光纤激光产生装置还包括偏振合成器件；在获取每个光纤激光发生组产生的二级光束后，利用偏振合成器件对两个所述二级光束进行合束，生成所述高功率光纤激光。

即在S1步骤中构建两个光纤激光发生组的情况下，本发明实施例提供的高功率光纤激光产生方法还可以分为以下几个步骤。需要说明的是，若S1步骤中仅构建一个光纤激光发生组，则取消下列步骤中的保偏要求，并选取其中任意一个光纤激光发生组的构建方法即可。

第一步，准备用于产生要合成的光束的Z台保偏光纤激光器，Z的取值范围是100至5000。这些保偏光纤激光器的中心波长的范围是1000nm至2000nm之间；用光栅合束的相邻激光光束的预设波长间隔不超过1nm，用色镜组合束的相邻一级光束组之间的预设波长间隔大于1nm。。

第二步，根据上述保偏光纤激光器的中心波长和预设波长间隔，将它们分为两组(即上述实施例中所述的第一保偏光纤激光发生组和第二保偏光纤激光发生组)。设第一组有A台激光器，则第二组有Z-A台激光器，且5<A<Z-5。

第三步，将第一组的A台激光器各自发出的A束光束，通过B1个保偏光栅合成为C1路一级光束，其中1<C1≤B1<A/2。

第四步，将上述C1路一级光束，通过C1-1个色镜，合成为1路最终的二级光束X。在合成时，通过调整一级光束的偏振方向，保持二级光束X仍然为线偏振光束。

第五步，将上述第二组的Z-A台激光器各自发出的Z-A束光束，通过B2个保偏的光栅合成为C2路一级光束，其中1<C2≤B2<(Z-A)/2。

第六步，将上述C2路一级光束，通过C2-1个色镜，合成为1路最终的二级光束Y。在合成时，通过调整一级光束的偏振方向，保持二级光束Y仍然为线偏振光束。

第七步，将两路二级光束X与Y，通过偏振合成得到最终的光束。

作为另一具体实施例，与现有的光纤激光合成方法不同，基于上述实施例的内容，本发明实施例还提供一种高功率光纤激光产生方法。

具体地，在第一步处，使用360台保偏光纤激光器，其中每台激光器功率约2千瓦，预设中心波长范围为[1060nm，1230nm]；一级光束内部的激光光束预设波长间隔为0.5nm；相邻一级光束的预设波长间隔为30nm。

其中，对于中心波长在1100纳米附近的激光器，可以采用普通光纤激光器；对于中心波长更大的激光器，可以采用拉曼光纤激光器。

具体地，在第二步处，将上述360台激光器平均分为两组，每组的180台激光器占满前述的180个波长点。第一组的180台激光器中，[1060nm，1090nm]中60路激光子光束采用保偏光栅合束成一级光束1，[1120nm，1150nm]中60路激光子光束采用保偏光栅合束成的一级光束2，[1180nm，1210nm]中60路激光子光束采用保偏光栅合束成的一级光束3，每路一级光束116千瓦，合成效率大于97％。

具体地，在第三步处，将上述一级光束1、2、3通过色散镜合束成最终的X轴向偏振二级光束输出，二级合成效率大于90％，功率约320千瓦；如此设置第二组，获得最终的Y轴向偏振二级光束输出。

最后，在第四步处，使用偏振旋转器件以及偏振片，将2路二级光束X和Y以偏振合成的方式合成为1路最终的输出光束，合成效率大于90％，光束功率可达600千瓦级。

本发明实施例提供的高功率光纤激光产生方法，可通过将极宽光谱范围内、众多光纤激光子光束合成为一束，在光纤激光子光束的功率充分提升的情况下，能够创造出极高功率的合成光束。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在预设的中心波长范围内，波长范围在1000nm至1100nm之间的光纤激光器为基于镱离子增益波段直接输出的普通激光器；波长在1100nm以上的光纤激光器为基于拉曼增益拓展光谱波段输出的拉曼激光器。

进一步地，上述保偏光纤激光器为普通光纤激光器和/或拉曼光纤激光器，其中波长范围在1000nm至1100nm之间的光纤激光器，推荐为基于镱离子增益波段直接输出的普通激光器，波长在12100nm以上的光纤激光器，推荐为基于拉曼增益拓展光谱波段输出的拉曼激光器，其原理可以用图5所示。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高功率光纤激光产生装置，其特征在于，包括：

至少一个光纤激光发生组；

每个所述光纤激光发生组包括在光路上依次设置的光纤激光器、光栅和色镜组构成；

所述光纤激光器为多个，是在预设中心波长范围内，按照每隔预设波长间隔选取一台的方式选取的，每个所述光纤激光器产生的激光光束相平行；

所述光栅用于对多路所述激光光束进行合束，生成一级光束；

所述色镜组用于将所有所述一级光束合束为二级光束，所述二级光束为高功率光纤激光。

2.根据权利要求1所述的高功率光纤激光产生装置，其特征在于，所述预设中心波长范围为[1000nm，2000nm]；合成一级光束的相邻子光束预设波长间隔不超过1nm，相邻两个一级光束组间预设波长间隔大于1nm。

3.根据权利要求1所述的高功率光纤激光产生装置，其特征在于，所述光纤激光器为普通光纤激光器和/或拉曼光纤激光器。

4.根据权利要求1所述的高功率光纤激光产生装置，其特征在于，在每个所述光纤激光发生组中，所述光栅的个数小于所述光纤激光器的个数的一半。

5.根据权利要求1所述的高功率光纤激光产生装置，其特征在于，所述色镜组包括多个在光路上依次设置的色镜组成，每个所述色镜用于将经过的两束光束合束为一束。

6.根据权利要求1所述的高功率光纤激光产生装置，其特征在于，当所述光纤激光发生组的个数为2时，两个所述光纤激光发生组均为保偏光纤激光发生组，记为第一保偏光纤激光发生组和第二保偏光纤激光发生组；所述光纤激光器均为保偏光纤激光器，所述的光栅均为保偏光栅；

所述高功率光纤激光产生装置还包括偏振合成器件；

在所述第一保偏光纤激光发生组中的每个所述保偏光纤激光器产生的激光光束的偏振方向为X轴方向时，所述第二保偏光纤激光发生组中的每个所述保偏光纤激光器产生的激光光束的偏振方向为Y轴方向；

两个所述保偏光纤激光发生组产生的二级光束经过所述偏振合成器件合成为所述高功率光纤激光。

7.根据权利要求6所述的高功率光纤激光产生装置，其特征在于，所述偏振合成器件由偏振旋转器件以及偏振片构成。

8.一种高功率光纤激光产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建至少一个光纤激光发生组；每个所述光纤激光发生组包括在光路上依次设置的光纤激光器、光栅和色镜组构成；所述光纤激光器为多个，是在预设中心波长范围内，按照每隔预设波长间隔选取一台的方式选取的，每个所述光纤激光器产生的激光光束相平行；

S2：在所述光纤激光发生组内，将多个所述光纤激光器产生的多路激光光束经过所述光栅合束为一级光束；

S3：在所述光纤激光发生组内，将所有所述一级光束经过所述色镜组合为二级光束，所述二级光束为所述高功率光纤激光。

9.根据权利要求8所述的高功率光纤激光产生方法，其特征在于，当所述光纤激光发生组的个数为2时，两个所述光纤激光发生组均为保偏光纤激光发生组，任一所述光纤激光器均为保偏光纤激光器，任一所述光栅均为保偏光栅；

还包括设置偏振合成器件；在获取每个所述光纤激光发生组产生的二级光束后，利用所述偏振合成器件对两个所述二级光束进行合束，生成所述高功率光纤激光。

10.根据权利要求8所述的高功率光纤激光产生方法，其特征在于，在预设的中心波长范围内，波长范围在1000nm至1100nm之间的光纤激光器为基于镱离子增益波段直接输出的普通激光器；波长在1100nm以上的光纤激光器为基于拉曼增益拓展光谱波段输出的拉曼激光器。

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