CN111829653A - 一种光纤激光器输出光束的测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤激光器输出光束的测量装置及其使用方法，属于光纤激光测量技术领域。包括一个可见光二极管、一个近红外信号光源、一个泵浦激光器、一个光纤合束器、一个泵浦合束器、一个增益光纤和一个光纤准直器，光纤合束器能够将可见光二极和近红外信号光源发出的可见光束和近红外信号光束合束成一束第一激光束，第二激光器能够将光纤合束器和泵浦激光器发出的第一激光束和泵浦激光束合束成一束第二激光束，近红外信号光束和可见光束经过增益光纤后由光纤准直器输出相互平行的近红外信号光束可见光束。该光纤激光器输出光束的测量装置改善了现有技术无法准确且有效的测量激光器的输出光束的问题。

Description

一种光纤激光器输出光束的测量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及光纤激光测量技术领域，具体涉及一种光纤激光器输出光束的测量装置及其使用方法。

背景技术

光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，在使用中，需要操作人员判断光纤激光器输出光束的传播方向、发散情况和光班直径等。现有的光斑成像器件只能测量光纤激光器传输路径较近的输出光束，红外卡片无法准确测量光纤激光器的输出光束，安装于光纤激光器输出端口的指示光装置会导致光束质量变化。

发明内容

为此，本发明提供了一种光纤激光器输出光束的测量装置及其使用方法，以解决现有技术中无法准确且有效的测量激光器的输出光束问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光纤激光器输出光束的测量装置，包括一个可见光二极管，其能够发出可见光束。

一个近红外信号光源，其能发出近红外信号光束。

一个光纤合束器，其具有一个合束器第一输入端、一个合束器第二输入端和一个光纤合束器输出端。合束器第一输入端与可见光二极管之间形成第一光路，合束器第二输入端与近红外信号光源之间形成第二光路。

合束器第一输入端和合束器第二输入端能够接收可见光束和近红外信号光束。光纤合束器将接收到的可见光束和近红外信号光束合并成一个第一激光束，光纤合束器输出端能够输出第一激光束。

一个增益光纤，增益光纤具有一个第一输入端和一个第一输出端。第一输入端与光纤合束器输出端通过光路对应。第一输入端能够接收光纤合束器输出端输出的第一激光束。

增益光纤能够放大近红外信号光束，增益光纤能够将放大后的近红外信号光束和接收到的可见光束通过第一输出端输出。

一个光纤准直器，其具有一个第二输入端和一个第二输出端。第二输入端与第一输出端通过光路相连，第二输入端能够接收第一输出端输出的放大后的近红外信号光束和可见光束，光纤准直器能够接收到的放大后的近红外信号光束和可见光束转变为准直的近红外信号光束和可见光束，第二输出端能够输出相平行的可见光束和近红外信号光束。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，光纤合束器与增益光纤之间设有泵浦合束器，泵浦合束器具有一个合束器第三输入端和一个合束器第四输入端，合束器第三输入端光纤合束器输出端之间形成第三光路。

进一步地，光纤激光器输出光束测量装置还包括一个泵浦激光器，泵浦激光器能够输出泵浦激光，合束器第四输入端与泵浦激光器之间形成第四光路。

进一步地，泵浦合束器能够接收光纤合束器输出端输出的第一激光束和泵浦激光器输出的泵浦激光。

进一步地，泵浦合束器还具有一个泵浦合束器输出端，泵浦合束器能够将第一激光束和泵浦激光合并成一束第二激光束，泵浦合束器输出端能够输出第二激光束。

进一步地，泵浦合束器输出端与第一输出端通过第五光路相连。

第一输出端通过第五光路与和光纤准直器相连。

增益光纤设于第五光路。

进一步地，可见光二极管具有一个第三输入端，第三输入端通过第一电路与二极管开关相连。

一种光纤激光器输出光束的测量的使用方法，包括S1、S2、S3、S4和S5。

S1：打开二极管开关，使可见光二极管开启，使可见光束能够通过可见光二极管输出，可见光束通过第一光路传输到光纤合束器。

S2：近红外信号光源能够输出近红外信号光束，近红外信号光束通过第二光路传输到光纤合束器。

S3：光纤合束器将接收到的近红外信号光束和可见光束合束后传输到增益光纤。

S4：增益光纤能够放大经过的近红外信号光束，放大后的近红外信号光束与可见光束一起传输到光纤准直器。

S5:光纤准直器输出相互平行的近红外信号光束与可见光束，通过观察可见光束可获知近红外信号光束的工作状态。

本发明具有如下优点：

本发明中的光纤激光器输出光束的测量装置及其使用方法，能够通过设置一个与近红外信号光束同时准直输出的可见光束，实现准确有效的测量输出光束的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例的工作流程示意图。

图2为本发明实施例中的整体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

可见光二极管1，第一光路11，带通滤波器111，二极管开关12，近红外信号光源2，第二光路21，光纤合束器3，第三光路31，泵浦合束器4，泵浦激光器5，第四光路51，增益光纤6，第五光路61，光纤直准器7。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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1-2所示，本发明实施例提供了一种光纤激光器输出光束的测量装置，包括设置于光纤放大器内部的一个可见光二极管1，一个带通滤波器111，一个近红外信号光源2，一个光纤合束器3，一个泵浦激光器5，一个泵浦合束器4，一个增益光纤6、一个光纤准直器7。

可见光二极管1的型号包括但不限于2DH1B，其能够发出可见光波段光束并通过单模尾纤输出可见光束，单模尾纤的型号包括但不限于LC，带通滤波器111的型号包括但不限于UIYBPF3020A,带通滤波器111的第四输入端与单模尾纤相熔接。通过带通滤波器111将可能进入可见光二极管1的近红外信号光束反射掉，避免近红外信号光束进入可见光二极管1，损坏可见光二极管1。

近红外信号光源2的型号包括但不限于SDL850N200-60，其能发出近红外信号光束。用以通过近红外近红外信号光束源发出近红外信号光束。

光纤合束器3的型号包括但不限于EDFA，光纤合束器3具有一个合束器第一输入端、一个合束器第二输入端和一个光纤合束器输出端。合束器第一输入端、合束器第二输入端的型号包括但不限于SM-GDF-6/125-M，光纤合束器输出端的型号包括但不限于SM-GDF-1550，合束器第一输入端与第二输入端能够接受近红外信号光束与可见光束，可见光束与近红外光束通过光纤合束器3 耦合成第一激光束，通过光纤合束器输出端输出第一激光束。用以通过光纤合束器将近红外信号光束与可见光束合束成第一激光束。

泵浦激光器5的型号包括但不限于XHBJ-1，泵浦激光器5能够发出泵浦激光，泵浦激光通过泵浦光纤输出，泵浦光纤的型号包括但不限于MM-S105。用以通过泵浦激光器5发出泵浦激光。

泵浦合束器4的型号包括但不限于SM-GDF-1550，泵浦合束器4具有一个合束器第三输入端、一个合束器第四输入端和一个泵浦合束器输出端。合束器第三输入端和第四输入端的型号包括但不限于SM-GDF-6/125-M，泵浦合束器输出端的型号包括但不限于SM-GDF-1550，合束器第三输入端与第四输入端能够接受第一激光束与泵浦激光束，第一激光束与泵浦激光束通过泵浦合束器4 耦合成第二激光束，通过泵浦合束器输出端输出第二激光束。用以通过泵浦合束器4将第一激光束与泵浦激光束合束成第二激光束。

增益光纤6具有一个第一输入端和一个第一输出端。第一输入端与光纤合束器3输出端通过光路相对应。第一输入端能够接收光纤合束器3输出端输出的第一激光束。

增益光纤6能够放大近红外信号光束，增益光纤6能够将放大后的近红外信号光束和接收到的可见光束通过第一输出端输出。用以通过增益光纤6将第一激光束中的近红外信号光束放大，并能够传输放大后的近红外信号光束和经过增益光纤6的可见光束，同时，增益光纤6还能吸收泵浦激光器5发出荧光信息，泵浦激光经增益光纤后被增益光纤6吸收。

光纤准直器7的型号包括但不限于MCCOL-850，光纤准直器7由尾纤与透视镜精确定位而成，可以将光纤内的传输光转变为准直光，或将外界平行光耦合至光纤内。光纤准直器7具有一个第二输入端和一个第二输出端。第二输入端是尾纤，尾纤与第一输出端通过光路相对应，尾纤能够接收第一输出端输出的放大后的近红外信号光束和可见光束，光纤准直器7能够将接收到的放大后的近红外信号光束和可见光束转变为准直的近红外信号光束和可见光束，第二输出端能够输出相平行的可见光束和近红外信号光束。用以通过光纤准直器7 将接收到的近红外信号光束和可见光束转变为准直输出的近红外信号光束和可见光束。

经过光纤准直器7同时准直输出的近红外信号光束与可见光束沿相互平行光路传输，通过可见光束可得知近红外信号光束的光路路径。

如图1所示，本发明实施例提供了一种光纤激光器输出光束的测量装置，一种光纤激光器输出光束的测量的使用方法，包括S1、S2、S3、S4和S5。

S1：打开二极管开关12和总电源，使可见光二极管1开启，使可见光束能够通过可见光二极管1输出，可见光束通过第一光路11传输到光纤合束器 3。

S2：近红外信号光源2能够输出近红外信号光束，近红外信号光束通过第二光路21传输到光纤合束器3。

S3：光纤合束器3将接收到的近红外信号光束和可见光束合束后传输到增益光纤6。

S4：增益光纤6能够放大经过的近红外信号光束，放大后的近红外信号光束与可见光束一起传输到光纤准直器7。

S5:光纤准直器7输出相互平行的近红外信号光束与可见光束，通过观察可见光束可获知近红外信号光束的工作状态。

该光纤激光器输出光束的测量装置的使用过程如下：

使用时，当需要测量光纤激光器的输出光束时，操作人员打开二极管开关 12，使可见光二极管1开启，开启后的可见光二极管1能够输出可见光束，近红外信号光源2能够输出近红外信号光束，可见光束和近红外信号光束分别通过第一光路11和第二光路21传输到光纤合束器3，光纤合束器3将接收到的可见光束和近红外信号光束合束成第一激光束。

泵浦激光器5能够输出泵浦激光，第一激光束和泵浦激光分别通过第三光路31和第四光路51传输到泵浦合束器4，泵浦合束器4将接收到的第一激光束和泵浦激光合束成第二激光束。

第二激光束通过第五光路61传输到增益光纤6，增益光纤6能够吸收第二激光束中的泵浦激光、放大第二激光束中的近红外信号光束，传输第二激光束中的可见光束，放大后的近红外信号光束和可见光束通过第五光路61传输到光纤准直器7，光纤准直器7将接收到的近红外信号光束和可见光束转变为准直输出的可见光束和近红外信号光束，操作人员通过观察可见光束的传输路径即可得知近红外信号光束的传输路径。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征在于，包括：

一个可见光二极管，其能够发出可见光束；

一个近红外信号光源，其能发出近红外信号光束；

一个光纤合束器，其具有一个合束器第一输入端、一个合束器第二输入端和一个光纤合束器输出端；所述合束器第一输入端与可见光二极管之间形成第一光路，所述合束器第二输入端与近红外信号光源之间形成第二光路；

所述合束器第一输入端和所述合束器第二输入端能够接收所述可见光束和所述近红外信号光束；所述光纤合束器将接收到的可见光束和近红外信号光束合并成一个第一激光束，所述光纤合束器输出端能够输出所述第一激光束；

一个增益光纤，所述增益光纤具有一个第一输入端和一个第一输出端；所述第一输入端与所述光纤合束器输出端通过光路对应；所述第一输入端能够接收所述光纤合束器输出端输出的所述第一激光束；

所述增益光纤能够放大所述近红外信号光束，所述增益光纤能够将放大后的近红外信号光束和接收到的可见光束通过第一输出端输出；

一个光纤准直器，其具有一个第二输入端和一个第二输出端；所述第二输入端与所述第一输出端通过光路相连，所述第二输入端能够接收所述第一输出端输出的放大后的近红外信号光束和可见光束，所述光纤准直器能够接收到的放大后的近红外信号光束和可见光束转变为准直的近红外信号光束和可见光束，所述第二输出端能够输出相平行的可见光束和近红外信号光束。

2.如权利要求1所述的一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征是，所述光纤合束器与所述增益光纤之间设有泵浦合束器，所述泵浦合束器具有一个合束器第三输入端和一个合束器第四输入端，所述合束器第三输入端所述光纤合束器输出端之间形成第三光路。

3.如权利要求2所述的一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征是，所述光纤激光器输出光束测量装置还包括一个泵浦激光器，所述泵浦激光器能够输出泵浦激光，所述合束器第四输入端与泵浦激光器之间形成第四光路。

4.如权利要求3所述的一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征是，所述泵浦合束器能够接收所述光纤合束器输出端输出的第一激光束和所述泵浦激光器输出的泵浦激光。

5.如权利要求4所述的一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征是，所述泵浦合束器还具有一个泵浦合束器输出端，所述泵浦合束器能够将所述第一激光束和泵浦激光合并成一束第二激光束，所述泵浦合束器输出端能够输出第二激光束。

6.如权利要求5所述的一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征是，所述泵浦合束器输出端与所述第一输出端通过第五光路相连；

所述第一输出端通过第五光路与和所述光纤准直器相连；

所述增益光纤设于所述第五光路。

7.如权利要求1所述的一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征是，所述可见光二极管具有一个第三输入端，所述第三输入端通过第一电路与二极管开关相连。

8.如权利要求7所述的一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征是，所述可见光二极管还具有一个第三输出端；

所述第一光路设有带通滤波器，所述带通滤波器具有一个第四输入端，所述第三输出端与所述第四输入端相连。

9.如权利要求8所述的一种光纤激光器输出光束测量装置，其特征是，所述带通滤波器还具有一个第四输出端；

所述第四输出端通过第一光路与所述合束器第一输入端相连；所述带通滤波器只允许可见光束通过。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种光纤激光器输出光束测量装置的使用方法，其特征是，包括：S1、S2、S3、S4和S5；

S1：打开二极管开关，使可见光二极管开启，使可见光束能够通过可见光二极管输出，可见光束通过第一光路传输到光纤合束器；

S2：近红外信号光源能够输出近红外信号光束，近红外信号光束通过第二光路传输到光纤合束器；

S3：光纤合束器将接收到的近红外信号光束和可见光束合束后传输到增益光纤；

S4：增益光纤能够放大经过的近红外信号光束，放大后的近红外信号光束与可见光束一起传输到光纤准直器；

S5:光纤准直器输出相互平行的近红外信号光束与可见光束，通过观察可见光束可获知近红外信号光束的工作状态。

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