CN116131082A - 一种光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤激光器，泵浦源中与尾纤的连接位置设置有凹陷，尾纤位于凹陷内并沿着凹陷盘绕伸出；尾纤盘绕路径途经的泵浦源的拐角设置为圆弧形倒角，且圆弧形倒角的弯曲半径不大于尾纤的最小弯曲半径。这样尾纤就可以在泵浦源的安装空间内以最小弯曲半径盘绕伸出，从而减小光纤激光器中盘绕尾纤所需要的空间，进而达到减小光纤激光器体积的作用。同时，通过优化光纤激光器的控制板、驱动板、控制电源和驱动电源的形状和尺寸，提升光纤激光器内部结构的紧凑性，使得光纤激光器内没有多余的空间可以利用，能够进一步达到减小光纤激光器体积的技术效果。

Description

一种光纤激光器

技术领域

本发明属于激光器技术领域，具体涉及一种光纤激光器。

背景技术

光纤激光器主要由泵浦源、尾纤、振荡腔、驱动板、驱动电源和控制电源、激光输出等元器件构成，光纤激光器在工业加工、通讯、军事国防安全和医疗器械仪器设备等技术领域有着广泛应用。

随着光纤激光器的发展，光纤激光器的小型化越来越受大众欢迎，但是现有光纤激光器的小型化设计达到了瓶颈，例如各种元器件的形状、尺寸以及安装位置、热管理等的限制。其中，现有尾纤位于泵浦源的一个宽边侧面，尾纤以最小弯曲半径的形式进行盘绕伸出，并且尾纤的盘绕路径所占空间全部需要额外设置，这就构成了光纤激光器小型化设计的限制因素之一。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种光纤激光器，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种光纤激光器，包括泵浦源；所述泵浦源设有尾纤，所述泵浦源与所述尾纤连接的位置设有凹陷，所述尾纤设置在所述凹陷的内壁面上；所述尾纤的盘绕路径途经所述泵浦源的拐角为圆弧形倒角，所述圆弧形倒角的弯曲半径不大于所述尾纤的最小弯曲半径。

可选的，该光纤激光器还包括冷却板；所述泵浦源与所述冷却板连接，所述尾纤位于所述冷却板的一面，并盘绕伸出至所述冷却板的另一面。

可选的，所述冷却板中与所述尾纤盘绕伸出方向相交的位置设有通槽，所述尾纤穿过所述通槽绕至所述冷却板的另一面。

可选的，该光纤激光器还包括驱动板、驱动电源和控制电源；若干个所述泵浦源沿单个所述泵浦源的宽度方向依次平行摆放；所述驱动板、所述驱动电源和所述控制电源分别与所述冷却板连接，所述驱动板和所述控制电源分别位于所述驱动电源和泵浦源的侧面，所述驱动电源的长边与摆放后形成的所述泵浦源的长边平行设置。

可选的，所述泵浦源的数量为两个，所述控制电源位于所述尾纤的盘绕路径的上方，所述控制电源与所述冷却板间隙设置，所述尾纤穿过间隙盘绕伸出至所述冷却板的另一面。

可选的，该光纤激光器还包括支架；所述支架与所述控制电源和所述光纤激光器的机箱的侧板分别连接，用于维持所述控制电源与所述冷却板之间的间隙。

可选的，所述驱动电源的第一长边与所述泵浦源的第一长边贴靠设置；所述驱动板的第一长边位于所述驱动电源的第一宽边的一侧，所述驱动板的第一宽边与所述驱动电源的第二长边位于同一直线上，所述驱动板的第二宽边位于所述泵浦源的第一长边的一侧；所述控制电源的第一宽边与所述泵浦源的第二长边位于同一直线上，所述控制电源的第一长边位于所述泵浦源的第一宽边的一侧，所述控制电源的第二长边与所述驱动电源的第二宽边位于同一直线上。

可选的，所述冷却板的第一边位于所述驱动板的第二长边向外延伸2mm-3mm的位置处，所述冷却板的第二边位于所述泵浦源的第二长边向外延伸2mm-3mm的位置处；所述冷却板的第三边位于所述控制电源的第二长边向外延伸至3mm-4mm的位置处；所述冷却板的第四边位于所述驱动电源的第二长边向外延伸2mm-3mm的位置处。

可选的，沿着所述泵浦源的宽度方向，所述泵浦源中与所述圆弧形倒角共用一个宽边的拐角设有辅助圆弧形倒角；相邻所述泵浦源的尾纤能够沿着所述辅助圆弧形倒角盘绕伸出。

可选的，所述泵浦源的数量为六个，所述控制电源和所述驱动板均位于所述泵浦源的第二宽边与所述驱动电源的第一长边之间，所述泵浦源的宽度方向、所述控制电源的长度方向和所述驱动板的长度方向分别平行设置，所述控制电源与所述驱动电源之间以及所述驱动板与所述驱动电源之间分别贴靠设置。

本发明的优点及有益效果是：

在本发明的光纤激光器中，通过在光纤激光器的泵浦源上设置凹陷，尾纤位于凹陷内并沿着凹陷盘绕伸出。泵浦源中尾纤盘绕路径能够经过的拐角为圆弧形倒角，且圆弧形倒角的弯曲半径不大于尾纤的最小弯曲半径。基于此，尾纤就可以在泵浦源的安装空间内以最小弯曲半径盘绕伸出，相比于现有的尾纤设置在泵浦源的端面上，本发明的光纤激光器可以减小尾纤的盘绕路径所占的空间，并且可以省去尾纤避让泵浦源拐角的盘绕路径的设置，进一步减小尾纤盘绕所需要设置的空间，从而达到减小光纤激光器体积的技术效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为实施例一的光纤激光器外形结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为实施例二的光纤激光器外形结构示意图；

图4为图3的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和效果更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅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。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

结合图1至图4所示，本发明公开了一种光纤激光器，包括泵浦源1和冷却板2。沿着冷却板2的厚度方向，冷却板2的一个安装面与泵浦源1连接固定，用于对泵浦源进行散热。泵浦源1上设置的尾纤11则绕至冷却板2的另一个安装面进行安装固定。

其中，将现有尾纤设置图2和图4中泵浦源的下端面调整为泵浦源1在尾纤11的连接位置设置有凹陷10，并将尾纤位于凹陷10内。具体的，尾纤11设置在凹陷10中的内壁面上，并且该凹陷10的内壁面与泵浦源1的长边垂直，以将尾纤设置在泵浦源沿长度方向的两个端面之间。

泵浦源1中尾纤11盘绕路径途径泵浦源1的拐角设置为圆弧形倒角12，并且圆弧形倒角12的弯曲半径小于尾纤11的最小弯曲半径，这样尾纤就可以在泵浦源的安装空间内以最小弯曲半径沿着圆弧形倒角12进行盘绕。

在本发明的光纤激光器中，通过在光纤激光器的泵浦源上设置凹陷，尾纤位于凹陷内并沿着凹陷盘绕伸出。尾纤盘绕路径途径泵浦源的拐角为圆弧形倒角，且圆弧形倒角的弯曲半径不大于尾纤的最小弯曲半径。基于此，尾纤就可以在泵浦源的安装空间内以最小弯曲半径盘绕伸出，相比于现有的尾纤设置在泵浦源的端面上，本实施例的光纤激光器可以减小尾纤的盘绕路径所占的空间，并且可以省去尾纤避让泵浦源拐角的盘绕路径的设置，进一步减小尾纤盘绕所需要设置的空间，从而达到减小光纤激光器体积的技术效果。

当然，根据泵浦源的内部构造和内部空间不同，圆弧形倒角的弯曲半径还可以等于尾纤的最小弯曲半径，在此情况下，尾纤通过贴合圆弧形倒角的方式也能够以最小弯曲半径方向进行盘绕伸出，同样可以达到减小光纤激光器体积的技术效果。

另外，结合图1至图4所示，优选的，冷却板2上设置有通槽21，通槽21位于尾纤11的盘绕路径上，尾纤11可以穿过通槽21绕至冷却板的另一安装面。通过设置通槽不仅可以减小尾纤绕至冷却板另一安装面所设置的空间，从而达到减小光纤激光器体积的技术效果，而且能够提升尾纤盘绕伸出的顺畅性。

实施例一

结合图1至图2所示，本实施例中的光纤激光器包括两个泵浦源1、冷却板2、驱动板3、驱动电源4和控制电源5。两个泵浦源1沿其宽度方向依次平行摆放，驱动电源4则平行设置在泵浦源1的一侧，即图2所示泵浦源1的右侧位置。

其中，控制电源5位于尾纤11的盘绕路径的上方，并与冷却板2间隙设置，尾纤11穿过间隙绕到冷却板2的另一安装面上。这样不仅能够将控制电源放在由驱动电源和泵浦源组成的空余空间内，从而无需再设置其他空间即可完成控制电源的安装，进而达到缩小光纤激光器体积的效果，而且控制电源的安装并未压住尾纤，不会造成尾纤的磨损，使得尾纤可以自由移动，确保了尾纤的正常使用。

结合图1所示，在本实施例中，该光纤激光器还包括支架6。支架6与控制电源5和光纤激光器的机箱的侧板分别连接，通过光纤激光器的机箱的侧板能够对支架6进行安装固定，这样就可以利用支架对控制电源进行安装固定，能够确保控制电源与冷却板之间具有间隙以供尾纤盘绕伸出，从而将控制电源架空，达到为尾纤的走线提供空间的技术效果。

在本实施例中，支架6采用角铁形状，这样可以减小支架所占的空间，能够为尾纤提供足够的走线空间。

进一步的，支架采用铝材料制作，铝制支架不仅可以导热，从而确保冷却板能够对控制电源散热，而且相比于其他材质，铝制支架具有质轻的效果，能够降低对光纤激光器重量的影响。

在其他实施例中，根据光纤激光器设计的不同，还可以对支架的形状和材料进行适应性调整。

在本实施例中，结合图1和图2所示，驱动电源的第一长边41与图2中最右侧泵浦源1的第一长边13贴靠设置。驱动板3的第一长边31位于驱动电源的第一宽边42的一侧，并且驱动板的第一宽边32与驱动电源的第二长边43位于同一直线上，驱动板的第二宽边33位于图2中最右侧泵浦源1的第一长边13的一侧。而控制电源的第一长边51位于图2中两个泵浦源的第一宽边14的一侧，控制电源的第二长边52与驱动电源的第二宽边44位于同一直线上，控制电源的第一宽边（图中未示出）与图2中最左侧泵浦源的第二长边（图中未示出）位于同一直线上。

通过上述两个泵浦源、驱动板、驱动电源和控制电源各元器件之间的摆放方式可以提升光纤激光器内部的紧凑性，在不增加摆放后光纤激光器的长宽尺寸的前提下，还能够使得控制电源与泵浦源之间、控制电源与驱动电源之间以及驱动电源与控制板之间均留有空间以便于走线。而且各元器件之间的摆放方式非常紧密，可以使得相邻元器件之间没有多余的空间可以利用，从而提升光纤激光器内部的紧凑性，进而达到缩小光纤激光器体积的效果。

其中，在本实施例中，根据泵浦源1的数量以及驱动电源4的长宽尺寸对驱动板3和控制电源5的长宽尺寸进行优化，例如提升驱动板内部各元件以及提升控制电源内部各元件的紧凑性，使控制电源长度方向的尺寸小于两个泵浦源宽度方向尺寸之和，驱动板长度方向的尺寸不大于驱动电源宽度方向的尺寸，这样就不需要额外增加控制电源和驱动板的摆放空间，通过图2的冷却板2中两个泵浦源的宽边与驱动电源的第一长边41围成左下角的空间安装控制电源5以及冷却板2中右边泵浦源的长边与驱动电源的第一宽边42围成右上角的空间安装驱动板3，从而达到提升光纤激光器内空间利用率的效果。

此外，结合图1和图2所示，在本实施例中，冷却板的第一边23位于驱动板的第二长边34的边沿向外延伸2mm-3mm的位置处，冷却板的第二边（图中未示出）位于图2中最左侧泵浦源的第二长边的边沿向外延伸2mm-3mm的位置处，冷却板的第三边25位于控制电源的第二长边52的边沿向外延伸至3mm-4mm的位置处以及冷却板的第四边26位于驱动电源的第二长边43的边沿向外延伸2mm-3mm的位置处。

通过上述冷却板尺寸的设置，这样除了光纤激光器的冷却板与泵浦源、驱动板、驱动电源和控制电源之间所需的安装间隔以及尾纤延伸至冷却板的另一安装面所需安装空间外，再无其他多余可以利用的空间，这样可以提升光纤激光器内部的紧凑性，从而达到减小光纤激光器体积的效果。

优选的，沿着冷却板2的厚度方向，冷却板2上设置的驱动板3安装孔与冷却板2内的流体通道之间的间隔为3mm，这样不仅可以对驱动板上元件进行散热，确保散热效果，还可以保证流体通道的强度，确保冷却液不泄露而能够正常流动。

结合图1所示，在本实施例中，通槽21中与驱动电源4的长边平行，并且靠近尾纤的内壁面211为斜面，其中斜面是以该内壁面顶边为起始点，并向着通槽内与内壁面相平行壁面的方向倾斜的，从而能够对尾纤起到导向的作用，进而达到提升尾纤盘绕稳定性的效果。

结合图1和图2所示，在本实施例中，该所述光纤激光器还包括控制板7。控制板7设有外部连接端口和信号灯，且控制板7位于光纤激光器的壳体9外部并与壳体9连通，通过控制板可以将光纤激光器与外部通信连接端集成化，无需打开光纤激光器的壳体即可对控制板进行检修，从而提升控制板维修更换的简便性，以减小线束延伸数量，提升光纤激光器连线端的简洁化。

其中，控制板7位于泵浦源1中导线连接端的一侧，这样可以便于泵浦源对外通信，减小导线连接长度，能够达到降低电磁干扰的技术效果。

结合图1和图2所示，在本实施例中，该光纤激光器还包括安装盒8。安装盒8与壳体9通过螺栓可拆卸连接，控制板7位于安装盒8的内侧，通过安装盒能够对控制板起到保护作用，并通过安装盒与壳体的可拆卸连接能够提升控制板维修的简便性。其中，本实施例中光纤激光器的功率为1.2kw而光纤激光器的长宽高尺寸为340mm×352mm×80mm。

实施例二

结合图3和图4所示，本实施例公开了另一种光纤激光器，包括六个泵浦源1，泵浦源1中与圆弧形倒角12共用宽边的拐角设有辅助圆弧形倒角15。

具体的，结合图4所示，冷却板2上左侧四个泵浦源的尾纤11能够分别向右偏转，并沿着泵浦源1自身的圆弧形倒角12以最小弯曲半径盘绕伸出至通槽21内。而图4中右侧两个泵浦源的尾纤11则需要以最小弯曲半径沿着左侧相邻泵浦源的辅助圆弧形倒角15向左侧偏转以进入通槽21内。

通过在泵浦源上设置辅助圆弧形倒角，使得沿相邻泵浦源拐角弯曲的尾纤无需设置避让相邻泵浦源拐角的盘绕路径，能够直接以最小弯曲半径盘绕伸出，从而减小光纤激光器内设置的尾纤盘绕伸出的空间，进而达到减小光纤激光器体积的效果。

进一步地，本实施例的光纤激光器还包括驱动板3、驱动电源4和控制电源5。控制电源5和驱动板3均位于每个泵浦源1的第二宽边17与驱动电源的第一长边41之间，且每个泵浦源1的宽度方向、控制电源5的长度方向和驱动板3的长度方向分别平行设置，并且控制电源的第一长边51和驱动板的第一长边31分别与驱动电源的第一长边41贴靠设置。

在本实施例泵浦源为六个的光纤激光器中，通过对泵浦源、控制电源、驱动电源和驱动板位置的设置，可以提升光纤激光器内部的紧凑性，从而达到缩小光纤激光器体积的效果。同时，在不增加摆放后光纤激光器的长宽尺寸的前提下，还能够使得控制电源与泵浦源之间以及驱动板与泵浦源之间均留有空间以便于走线。

其中，本实施例根据泵浦源1的数量以及驱动电源4长宽方向的尺寸对驱动板3和控制电源5的长宽尺寸进行优化，例如提升驱动板内部各元件以及提升控制电源内部各元件的紧凑性，使控制电源5宽度方向的尺寸等于驱动板3宽度方向的尺寸，并且控制电源5长度方向的尺寸和驱动板3长度方向的尺寸之和不大于六个泵浦源宽度方向的尺寸之和，同时不大于驱动电源4长度方向的尺寸。这样无需增加光纤激光器内沿泵浦源宽度方向的尺寸，只需要沿泵浦源长度方向增加控制电源宽度方向的尺寸，当然也可以是驱动板宽度方向的尺寸，就可以实现驱动板和控制电源的安装，减小此时驱动板和控制电源所占空间，以达到减小光纤激光器体积的技术效果。

优选的，冷却板的第一边23位于驱动电源的第二长边43向外延伸至3mm-4mm的位置处，冷却板的第二边（图中未示出）位于图3中最左侧泵浦源的第一长边（图中未示出）向外延伸至2mm-3mm的位置处，冷却板的第三边25位于泵浦源的第一宽边14向外延伸至5mm-6mm的位置处，以及冷却板的第四边26位于图3中最右侧泵浦源的第二长边16向外延伸至2mm-3mm的位置处。

结合图4所示，通过上述冷却板尺寸的设置，这样除了光纤激光器的冷却板与泵浦源、驱动板、驱动电源和控制电源之间所需的安装间隔以及尾纤延伸至冷却板的另一安装面所需安装空间外，再无其他多余可以利用的空间，这样可以提升光纤激光器内部的紧凑性，从而达到减小光纤激光器体积的效果。

相比于申请号为202223160988.7一种光纤激光器的图8中长度为520mm，功率为3kw的光纤激光器，本实施例中的光纤激光器功率增加了10%，而长度为515mm，反而减少了5mm，从而达到减小光纤激光器体积的技术效果。

以上仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光纤激光器，其特征在于：包括泵浦源；所述泵浦源设有尾纤，所述泵浦源与所述尾纤连接的位置设有凹陷，所述尾纤设置在所述凹陷的内壁面上；所述尾纤的盘绕路径途经所述泵浦源的拐角为圆弧形倒角，所述圆弧形倒角的弯曲半径不大于所述尾纤的最小弯曲半径。

2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于：该光纤激光器还包括冷却板；所述泵浦源与所述冷却板连接，所述尾纤位于所述冷却板的一面，并盘绕伸出至所述冷却板的另一面。

3.根据权利要求2所述的光纤激光器，其特征在于：所述冷却板中与所述尾纤盘绕伸出方向相交的位置设有通槽，所述尾纤穿过所述通槽绕至所述冷却板的另一面。

4.根据权利要求2所述的光纤激光器，其特征在于：该光纤激光器还包括驱动板、驱动电源和控制电源；若干个所述泵浦源沿单个所述泵浦源的宽度方向依次平行摆放；所述驱动板、所述驱动电源和所述控制电源分别与所述冷却板连接，所述驱动板和所述控制电源分别位于所述驱动电源和泵浦源的侧面，所述驱动电源的长边与摆放后形成的所述泵浦源的长边平行设置。

5.根据权利要求4所述的光纤激光器，其特征在于：所述泵浦源的数量为两个，所述控制电源位于所述尾纤的盘绕路径的上方，所述控制电源与所述冷却板间隙设置，所述尾纤穿过间隙盘绕伸出至所述冷却板的另一面。

6.根据权利要求5所述的光纤激光器，其特征在于：该光纤激光器还包括支架；所述支架与所述控制电源和所述光纤激光器的机箱的侧板分别连接，用于维持所述控制电源与所述冷却板之间的间隙。

7.根据权利要求5所述的光纤激光器，其特征在于：所述驱动电源的第一长边与所述泵浦源的第一长边贴靠设置；所述驱动板的第一长边位于所述驱动电源的第一宽边的一侧，所述驱动板的第一宽边与所述驱动电源的第二长边位于同一直线上，所述驱动板的第二宽边位于所述泵浦源的第一长边的一侧；所述控制电源的第一宽边与所述泵浦源的第二长边位于同一直线上，所述控制电源的第一长边位于所述泵浦源的第一宽边的一侧，所述控制电源的第二长边与所述驱动电源的第二宽边位于同一直线上。

8.根据权利要求5所述的光纤激光器，其特征在于：所述冷却板的第一边位于所述驱动板的第二长边向外延伸2mm-3mm的位置处，所述冷却板的第二边位于所述泵浦源的第二长边向外延伸2mm-3mm的位置处；所述冷却板的第三边位于所述控制电源的第二长边向外延伸至3mm-4mm的位置处；所述冷却板的第四边位于所述驱动电源的第二长边向外延伸2mm-3mm的位置处。

9.根据权利要求4所述的光纤激光器，其特征在于：沿着所述泵浦源的宽度方向，所述泵浦源中与所述圆弧形倒角共用一个宽边的拐角设有辅助圆弧形倒角；相邻所述泵浦源的尾纤能够沿着所述辅助圆弧形倒角盘绕伸出。

10.根据权利要求9所述的光纤激光器，其特征在于：所述泵浦源的数量为六个，所述控制电源和所述驱动板均位于所述泵浦源的第二宽边与所述驱动电源的第一长边之间，所述泵浦源的宽度方向、所述控制电源的长度方向和所述驱动板的长度方向分别平行设置，所述控制电源与所述驱动电源之间以及所述驱动板与所述驱动电源之间分别贴靠设置。

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