CN203150898U - 一种光纤激光器自动锁模装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种光纤激光器自动锁模装置，包括光纤激光器和光电检测装置，所述光纤激光器包括泵浦源，与泵浦源连接的光纤，设置在光纤两端的准直器，设置在光纤输出端耦合光轴上的锁模用波片和偏振光分束器；所述光电检测装置包括接收偏振光分束器发出的激光并将激光进行光电转换的光电管和对光电管转换后电信号进行分析并输出的分析装置。本实用新型利用在未锁模情况下，调节波片架只能会使输出光产生少量连续变化，而锁模时会有突变的现象，通过对输出激光的检测及引入自动控制，来检测突变以确定锁模状态，实现无人值守时完成此类激光器的锁模。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种能够实现自动锁模的光纤激光器自动锁模装置。
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，其按输出激光的特性分为连续光纤激光器和脉冲光纤激光器，其中脉冲光纤激光器根据其脉冲形成原理又可分为调Q光纤激光器(脉冲宽度为ns量级)和锁模光纤激光器(脉冲宽度为ps或fs量级)。调Q技术虽然可以使光纤激光器在整个增益谱的宽范围内产生波长可调的高峰值功率(大于1kw)脉冲，但这种脉冲的宽度相对较宽。而锁模技术加上脉冲压缩技术则可以产生比100fs更短的光脉冲。目前国内光纤超快脉冲激光器发展很快，但对于此类激光器的锁模一直是工作量大而单调的工作。特别对于工作频率较高的激光器，调模较为困难。调模过程中，四个波片架都得调整，目前尚无较为便捷的调整方法，基本是盲调。生产一台超快激光器，得有较长时间的调节才能锁模。在批量生产时，产能很不好控制，品质也较难控制。
实用新型内容
为了解决现有技术中光纤激光器人工锁模操作繁琐需要花费大量时间的问题，本实用新型提供一种能够实现自动锁模的光纤激光器锁模装置，具体方案如下：一种光纤激光器自动锁模装置，其特征在于，包括光纤激光器和光电检测装置，所述光纤激光器包括泵浦源，与泵浦源连接的光纤，设置在光纤两端的准直器，设置在光纤输出端耦合光轴上的锁模用波片和偏振光分束器；所述光电检测装置包括接收偏振光分束器发出的激光并将激光进行光电转换的光电管和对光电管转换后电信号进行分析并输出的分析装置。
为提高分析效果：所述波片有四个且分别安装在相应的波片架上，所述波片和波片架结构相同，所述四个波片架通过四轴数控电动系统控制，所述四轴数控电动系统通过齿轮依次控制四个波片架独立循环转动。
为提高数据传输的精度：所述分析装置通过同轴电缆将分析后的信号输出到接收设备。
为方便工作人员工作：所述分析装置包括报警装置，所述分析装置在连续连续2个或多个循环检测不到光纤激光器的锁模信号时报警装置发出报警信号。
本实用新型的光纤激光器自动锁模系统，利用在未锁模情况下，调节波片架只能会使输出光产生少量连续变化，而锁模时会有突变的现象，通过对输出激光的检测及引入自动控制，来检测突变以确定锁模状态，实现无人值守时完成此类激光器的锁模。本系统通过可在任意位置固定的由数控电机驱动的波片架，在分析装置控制下按每次一个步长的角度转动波片架，转满一周后再转动上级波片架一个步长，用此方式对整个调模所需调整的部分进行扫描，直到找到锁模位置为止。本实用新型大大加快了光纤激光器的锁模状态确定且减少了工作人员大量繁琐单调的重复劳动，提高了工作效率。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图；
附图中标号说明：1-泵浦源、2-准直器、3-光纤、4-分析装置、401-光电管、402-报警装置、5-波片、6-偏振光分束器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的光纤激光器自动锁模装置，包括光纤激光器和光电检测装置，所述光纤激光器包括泵浦源1，与泵浦源连接的光纤3，设置在光纤两端的准直器2，设置在光纤输出端耦合光轴上的锁模用波片5和偏振光分束器6；所述光电检测装置包括接收偏振光分束器6发出的激光并将激光进行光电转换的光电管401和对光电管转换后电信号进行分析并输出的分析装置4。
本装置在工作时：首先启动光纤激光器，经预热稳定后再启动控制电路，此时，光纤激光器通过光纤输出激光，经过准直器和偏振光分束器(PBS)的调整后输出到光电检测装置，光电检测装置的光电管将得到的光信号转换为电信号发送给分析装置，分析装置根据设置的锁模信号的强度对得到的电信号进行分析，并判断光纤激光器是否已经锁模，如果已经是锁模状态，则锁定各设备的工作状态，同时分析装置向外部接收设备发出已经找到锁模状态的指示信号。如果未找到锁模信号，则从头再次重复工作过程，直至找到锁模状态为止。具体的分析装置包括封闭FPGA芯片的处理程序，通过预定的程序对相应的信号波动进行检测。这里的接收设备可以是历史存储器或是汇总分析机，也可以是远程控制设备。
为了提高分析效率和精度，本实用新型的波片5设置四个且分别安装在相应的波片架上，所述波片5和波片架结构相同，所述四个波片架通过四轴数控电动系统控制，所述四轴数控电动系统通过齿轮依次控制四个波片架独立循环转动。工作时，当第一个波片未发现锁模信号时，分析装置会向四轴数控电动系统的下一级电机发出一个步长的转动控制信号。再对由光电管得到的电信号进行锁模信号的分析，如果还未确定锁模信号，则再向四轴数控电动系统的下一级电机发出一个步长的转动控制信号，重复上述分析过程，直至在四个波片的步长内分析到锁模信号为止。上述分析过程中，当在某个波片的步长内分析到锁模信号时，则停止分析过程并发出已确定锁模状态的信号，如果在四个波片的步长内都未发现锁模信号，可再从第一个波片开始再次进行上述分析过程，这样的循环分析过程可以工作一周或数周以上。波片每转一步需停留一段时间以等光路稳定，波片转完一圈后上一级波片架转一步长，当分析装置发现现锁模信号后锁定各波片架位置。
四轴数控电动系统对波片的调节是通过控制电路(如工控机或PLD等电路)发出脉冲，驱动数控电机带动相应波片转动。各波片转动完成后的切换是通过分析装置对相应波片的数控电机的控制实现的，四个数控电机在安装时被分成四级，每级即每个数控电机各控制一个波片。当某个被控制的波片转完一整圈后，分析装置控制其上级波片转一步长，本级波片继续转动，直到查找到锁模信号。
为及时发现问题，本实用新型的分析装置4设置有报警装置402，所述分析装置4在连续2个或多个循环检测不到光纤激光器的锁模信号时报警装置402发出报警信号。在连续检测多周后未发现锁模信号，则可能会是光纤激光器存在问题，因此分析装置会及时发现报警信号以提醒工作人员。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。
Claims (4)
1.一种光纤激光器自动锁模装置，其特征在于，包括光纤激光器和光电检测装置，所述光纤激光器包括泵浦源(1)，与泵浦源(1)连接的光纤(3)，设置在光纤(3)两端的准直器(2)，设置在光纤输出端耦合光轴上的锁模用波片(5)和偏振光分束器(6)；所述光电检测装置包括接收偏振光分束器(6)发出的激光并将激光进行光电转换的光电管(401)和对光电管(401)转换后电信号进行分析并输出的分析装置(4)。
2.如权利要求1所述的一种光纤激光器自动锁模装置，其特征在于，所述波片(5)有四个且分别安装在相应的波片架上，所述波片(5)和波片架结构相同，所述四个波片架通过四轴数控电动系统控制，所述四轴数控电动系统通过齿轮依次控制四个波片架独立循环转动。
3.如权利要求2所述的一种光纤激光器自动锁模装置，其特征在于，所述分析装置(4)通过同轴电缆将分析后的信号输出到接收设备。
4.如权利要求1所述的一种光纤激光器自动锁模装置，其特征在于，所述分析装置(4)包括报警装置(402)，所述分析装置(4)在连续2个或多个循环检测不到光纤激光器的锁模信号时报警装置(402)发出报警信号。
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2013
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