CN112713492B - 扰模器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种扰模器，包括底座、旋转挤压块以及旋转驱动机构；旋转挤压块的右端沿前后向的轴线转动连接底座；底座设有与旋转挤压块上下相对的挤压部；旋转驱动机构设于底座，旋转驱动机构与旋转挤压块动力耦合连接，以驱动旋转挤压块向挤压部转动，而通过旋转挤压块与挤压部上下挤压光纤；旋转挤压块与挤压部用于挤压光纤的挤压面为相互吻合的凹凸面。本发明提供的扰模器，通过扰模器的机械结构对光纤进行摆动挤压，从而打破光纤中传输激光的模式平衡，增强模间耦合作用，控制能量的传递和交换，达到调节激光光束质量的效果，最终输出理想光束质量的激光。

Description

扰模器
技术领域
本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种扰模器。
背景技术
高功率光纤激光器的输出功率与光纤的纤芯直径有着密切关系：为防止高功率下光纤端面可能的光损伤和非线性效应问题，随着激光功率的增大，光纤的纤径一般也会随之增大，但同时粗芯会造成输出激光的光束质量下降。
发明内容
本发明提供一种扰模器，用以解决高功率激光器在加大纤芯直径提升激光功率时，激光光束变差的问题。
本发明提供一种扰模器，包括底座、旋转挤压块以及旋转驱动机构；
所述旋转挤压块的右端沿前后向的轴线转动连接所述底座；
所述底座设有与所述旋转挤压块上下相对的挤压部；
所述旋转驱动机构设于所述底座，所述旋转驱动机构与所述旋转挤压块动力耦合连接，以驱动所述旋转挤压块向所述挤压部转动，而通过所述旋转挤压块与所述挤压部上下挤压光纤；
所述旋转挤压块与所述挤压部用于挤压光纤的挤压面为相互吻合的凹凸面。
根据本发明提供一种的扰模器，所述旋转驱动机构为差动传动机构。
根据本发明提供一种的扰模器，所述底座对应所述旋转挤压块的左端上下贯穿地设有螺纹安装孔；
所述旋转驱动机构包括差动螺丝和配套螺丝；
所述差动螺丝螺纹安装于所述螺纹安装孔处，所述差动螺丝上下贯穿地设有中心孔螺纹；
所述配套螺丝螺纹安装于所述中心孔螺纹处，所述配套螺丝的一端抵接所述旋转挤压块的左端。
根据本发明提供一种的扰模器，所述配套螺丝靠近所述旋转挤压块的左端的端面设有滚珠槽，所述滚珠槽处设有滚珠，所述配套螺丝通过所述滚珠抵接所述旋转挤压块的左端。
根据本发明提供一种的扰模器，所述底座的前侧面设有安装槽，所述旋转挤压块转动连接所述安装槽的底壁；
所述安装槽的下侧壁构成所述挤压部，所述安装槽的左侧壁贯穿地设有左侧穿孔，用于供光纤自所述左侧穿孔处伸入所述旋转挤压块与所述挤压部之间；
所述旋转驱动机构设于所述安装槽的上侧壁。
根据本发明提供一种的扰模器，所述安装槽的上侧壁与所述旋转挤压块通过复位机构连接，所述复位机构用于驱动所述旋转挤压块向所述安装槽的上侧壁转动。
根据本发明提供一种的扰模器，所述安装槽的上侧壁上下贯穿地设有安装孔，所述复位机构包括拉紧螺丝和弹簧；
所述拉紧螺丝的下端自所述安装孔处伸入所述安装槽内，并且所述拉紧螺丝的下端与所述旋转挤压块螺纹连接；
所述拉紧螺丝的上端位于所述安装槽外，所述拉紧螺丝的上端设有环形抵接部，所述环形抵接部位于所述安装孔的上方；
所述弹簧套设于所述拉紧螺丝的上端外，并且所述弹簧位于所述环形抵接部与所述安装孔的上孔缘之间。
根据本发明提供一种的扰模器，所述旋转挤压块前后贯穿地设有滑槽，所述滑槽沿所述旋转挤压块的转动方向延伸，所述滑槽处设有压紧螺钉，所述压紧螺钉的螺纹端自所述滑槽处穿过所述旋转挤压块而与所述安装槽的底壁螺纹连接，用于对所述旋转挤压块前后限位。
根据本发明提供一种的扰模器，所述安装槽的槽口处设有盖板，以通过所述盖板与所述安装槽的槽底对所述旋转挤压块前后限位。
根据本发明提供一种的扰模器，所述旋转挤压块与所述挤压部的挤压面为相互吻合的波浪形曲面。
本发明提供的扰模器，通过扰模器的机械结构对光纤进行摆动挤压，从而打破光纤中传输激光的模式平衡，增强模间耦合作用，控制能量的传递和交换，达到调节激光光束质量的效果，最终输出理想光束质量的激光。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的扰模器的结构示意图；
图2是图1中扰模器于另一视角的结构示意图；
图3是图2中扰模器沿A-A线的剖视图；
图4是图1中扰模器的部分结构示意图；
图5是图4中底座的结构示意图；
图6是图5中底座于另一视角的结构示意图；
图7是图4中旋转挤压块的结构示意图；
图8是图7中旋转挤压块于另一视角的结构示意图；
附图标记：
100：扰模器； 1：底座； 11：挤压部；
12：螺纹安装孔； 13：安装槽； 14：左侧穿孔；
15：安装孔； 16：右侧穿孔； 17：缺口；
2：旋转挤压块； 21：滑槽； 22：压紧螺钉；
23：旋转定位销； 24：轴承； 3：旋转驱动机构；
31：差动螺丝； 32：配套螺丝； 33：滚珠；
4：复位机构； 41：拉紧螺丝； 42：弹簧；
43：垫片； 5：盖板； 51：盖板螺钉；
6：保护套管； 200：光纤。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
下面结合图1至图8描述本发明的扰模器，如图1、图2和图4所示，扰模器100包括底座1、旋转挤压块2以及旋转驱动机构3。
如图3和图4所示，旋转挤压块2的右端沿前后向的轴线转动连接底座1。具体地，在本实施例中，底座1设有定位销孔，定位销孔处插设有旋转定位销23，旋转定位销23上安装有轴承24，旋转挤压块2套装在轴承24上。
如图1、图3和图7所示，底座1设有与旋转挤压块2上下相对的挤压部11；旋转驱动机构3设于底座1，旋转驱动机构3与旋转挤压块2动力耦合连接，以驱动旋转挤压块2向挤压部11转动，而通过旋转挤压块2与挤压部11上下挤压光纤200(如图1所示，光纤200穿设于保护套管6)。
如图3、图4和图7所示，旋转挤压块2与挤压部11用于挤压光纤200的挤压面为相互吻合的凹凸面。具体地，在本实施例中，旋转挤压块2与挤压部11的挤压面为相互吻合的波浪形曲面。
本发明提供的扰模器100，通过扰模器100的机械结构对光纤200进行摆动挤压，从而打破光纤200中传输激光的模式平衡，增强模间耦合作用，控制能量的传递和交换，达到调节激光光束质量的效果，最终输出理想光束质量的激光。应用在高功率光纤激光器系统中，实现输出激光的光束质量和能量分布的可调可控，提高高功率光纤激光器系统的应用效果和应用领域。
在本实施例中，旋转驱动机构3为差动传动机构，具体地，如图1和图3所示，在本实施例中，底座1对应旋转挤压块2的左端上下贯穿地设有螺纹安装孔12；旋转驱动机构3包括差动螺丝31和配套螺丝32；差动螺丝31螺纹安装于螺纹安装孔12处，差动螺丝31上下贯穿地设有中心孔螺纹；配套螺丝32螺纹安装于中心孔螺纹处，配套螺丝32的一端抵接旋转挤压块2的左端。将需要挤压的光纤200，穿在保护套管6内，再置于底座1和旋转挤压块2的特殊设计的挤压波形之间，通过旋转驱动机构3调节旋转挤压块2旋转进行合适的挤压，从而调节光束质量。
进一步，如图1和图3所示，在本实施例中，配套螺丝32靠近旋转挤压块2的左端的端面设有滚珠槽，滚珠槽处设有滚珠33，配套螺丝32通过滚珠33抵接旋转挤压块2的左端。差动螺丝31的外圆螺纹和中心孔螺纹为同心同旋向螺纹，但导程不同。若差动螺丝31的外圆螺纹的导程为PhA，差动螺丝31的中心孔螺纹的导程为PhB，旋转差动螺丝31调节时(配套螺丝32不旋转)，旋转一周的调节距离为PhA-PhB。控制PhA和PhB的差值，可实现细微距离调节，以满足光纤200挤压调节时的挤压敏感度。配套螺丝32作为活动顶头，安装在差动螺丝31的中心孔螺纹处，其顶部的滚珠33顶在旋转挤压块2上。
如图3和图4所示，底座1的前侧面设有安装槽13，旋转挤压块2转动连接安装槽13的底壁；安装槽13的下侧壁构成挤压部11，安装槽13的左侧壁贯穿地设有左侧穿孔14，用于供光纤200自左侧穿孔14处伸入旋转挤压块2与挤压部11之间；旋转驱动机构3设于安装槽13的上侧壁。这样安装槽13的内侧壁对旋转挤压块2形成摆动限位，并且，如图3和图5所示，在本实施例中，安装槽13的右侧壁贯穿地设有右侧穿孔16，用于供光纤200自右侧穿孔16处伸出至安装槽13外。
如图1和图3所示，安装槽13的上侧壁与旋转挤压块2通过复位机构4连接，复位机构4用于驱动旋转挤压块2向安装槽13的上侧壁转动。具体地，安装槽13的上侧壁上下贯穿地设有安装孔15(在本实施例中，底座1设有缺口17，安装孔15设于缺口17处，并且，安装孔15为沉孔)，复位机构4包括拉紧螺丝41和弹簧42；拉紧螺丝41的下端自安装孔15处伸入安装槽13内，并且拉紧螺丝41的下端与旋转挤压块2螺纹连接；拉紧螺丝41的上端位于安装槽13外，拉紧螺丝41的上端设有环形抵接部，环形抵接部位于安装孔15的上方；弹簧42套设于拉紧螺丝41的上端外，并且弹簧42位于环形抵接部与安装孔15的上孔缘之间。其中，拉紧螺丝41套装有垫片43，垫片43形成环形抵接部，弹簧42穿在拉紧螺丝41的螺杆上，两端分别作用在安装孔15的上孔缘和拉紧螺丝41的螺杆根部的垫片43上，为拉紧螺丝41提供向外的力，将旋转挤压块2拉压在配套螺丝32的滚珠33上。
如图1、图4和图8所示，在本实施例中，旋转挤压块2前后贯穿地设有滑槽21，滑槽21沿旋转挤压块2的转动方向延伸，滑槽21处设有压紧螺钉22，压紧螺钉22的螺纹端自滑槽21处穿过旋转挤压块2而与安装槽13的底壁螺纹连接，用于对旋转挤压块2前后限位。压紧螺钉22在旋转挤压调节完成后，将旋转挤压块2压紧在底座1上，完成锁紧定位。
如图1和图2所示，在本实施例中，安装槽13的槽口处设有盖板5，以通过盖板5与安装槽13的槽底对旋转挤压块2前后限位，并且，盖板5是通过盖板螺钉51来固定于底座1。通过盖板5能压住旋转挤压块2。
如图4、图5和图7所示，底座1及旋转挤压块2上有特殊设计的挤压波形，其波形互相咬合互补，并通过该挤压波形挤压传能光纤200，以发生不同程度的光纤200弯曲形变，从而出现模式耦合作用，改变输出激光的光束质量。底座1及旋转挤压块2上特殊设计的挤压波形的中线a和b在旋转中心(旋转中心即旋转定位销23处)形成的夹角c，设计的限位结构使夹角c的调节角度控制在+Δ1至-Δ2的范围内。当a和b平行，即c＝0°时，a和b的距离为D，此时被挤压光纤200将处于全波形挤压初始状态，同时，通过控制D值将获得标准光束质量挤压状态。从而在实际激光光束质量调节时，通过控制夹角c，控制挤压波形的实际挤压波数和全波挤压下的平均挤压距离这两个参数，在有限的空间中，获得足够大的扩大调节范围及提升调节灵敏度，来谐调实际激光光束质量，以接近标准光束质量值。即当+Δ1<c<0°时，被挤压光纤200的实际挤压波数小于底座1及旋转挤压块2上的波形波数，平均挤压距离小于D；c＝0°时，被挤压光纤200处于全波形挤压初始状态，平均挤压距离等于D；0°<c<-Δ2时，被挤压光纤200处于全波形挤压状态，平均挤压距离大于D。
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 (9)

1.一种扰模器，其特征在于，包括底座、旋转挤压块以及旋转驱动机构；
所述旋转挤压块的右端沿前后向的轴线转动连接所述底座；
所述底座设有与所述旋转挤压块上下相对的挤压部；
所述旋转驱动机构设于所述底座，所述旋转驱动机构与所述旋转挤压块动力耦合连接，以驱动所述旋转挤压块向所述挤压部转动，而通过所述旋转挤压块与所述挤压部上下挤压光纤；
所述旋转挤压块与所述挤压部用于挤压光纤的挤压面为相互吻合的凹凸面；
所述底座的前侧面设有安装槽，所述旋转挤压块转动连接所述安装槽的底壁；
所述安装槽的下侧壁构成所述挤压部，所述安装槽的左侧壁贯穿地设有左侧穿孔，用于供光纤自所述左侧穿孔处伸入所述旋转挤压块与所述挤压部之间；
所述旋转驱动机构设于所述安装槽的上侧壁；
所述底座设有定位销孔，定位销孔处设有旋转定位销，旋转定位销上安装有轴承，旋转挤压块套装在轴承上。
2.根据权利要求1所述的扰模器，其特征在于，所述旋转驱动机构为差动传动机构。
3.根据权利要求2所述的扰模器，其特征在于，所述底座对应所述旋转挤压块的左端上下贯穿地设有螺纹安装孔；
所述旋转驱动机构包括差动螺丝和配套螺丝；
所述差动螺丝螺纹安装于所述螺纹安装孔处，所述差动螺丝上下贯穿地设有中心孔螺纹；
所述配套螺丝螺纹安装于所述中心孔螺纹处，所述配套螺丝的一端抵接所述旋转挤压块的左端。
4.根据权利要求3所述的扰模器，其特征在于，所述配套螺丝靠近所述旋转挤压块的左端的端面设有滚珠槽，所述滚珠槽处设有滚珠，所述配套螺丝通过所述滚珠抵接所述旋转挤压块的左端。
5.根据权利要求1所述的扰模器，其特征在于，所述安装槽的上侧壁与所述旋转挤压块通过复位机构连接，所述复位机构用于驱动所述旋转挤压块向所述安装槽的上侧壁转动。
6.根据权利要求5所述的扰模器，其特征在于，所述安装槽的上侧壁上下贯穿地设有安装孔，所述复位机构包括拉紧螺丝和弹簧；
所述拉紧螺丝的下端自所述安装孔处伸入所述安装槽内，并且所述拉紧螺丝的下端与所述旋转挤压块螺纹连接；
所述拉紧螺丝的上端位于所述安装槽外，所述拉紧螺丝的上端设有环形抵接部，所述环形抵接部位于所述安装孔的上方；
所述弹簧套设于所述拉紧螺丝的上端外，并且所述弹簧位于所述环形抵接部与所述安装孔的上孔缘之间。
7.根据权利要求1所述的扰模器，其特征在于，所述旋转挤压块前后贯穿地设有滑槽，所述滑槽沿所述旋转挤压块的转动方向延伸，所述滑槽处设有压紧螺钉，所述压紧螺钉的螺纹端自所述滑槽处穿过所述旋转挤压块而与所述安装槽的底壁螺纹连接，用于对所述旋转挤压块前后限位。
8.根据权利要求1所述的扰模器，其特征在于，所述安装槽的槽口处设有盖板，以通过所述盖板与所述安装槽的槽底对所述旋转挤压块前后限位。
9.根据权利要求1-4任一项所述的扰模器，其特征在于，所述旋转挤压块与所述挤压部的挤压面为相互吻合的波浪形曲面。
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