CN204045920U - 一种主控振荡器功率放大的激光输出系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种主控振荡器功率放大的激光输出系统，其包括顺序设置的种子源、预放大级与功率放大级，所述预放大级以及所述功率放大级之间，还设置波分复用装置；所述波分复用装置的输入端还连接一激光二极管，用于输出预设波长激光。采用上述方案，本实用新型采用在预放大级以及功率放大级之间设置波分复用装置，在波分复用装置的输入端输入预设波长激光，例如，解决了红外光光纤系统中引入可见红光的问题，降低红光在光纤系统中损耗，并与红外光同轴输出，具有很高的市场应用价值。

Description

一种主控振荡器功率放大的激光输出系统

技术领域

本实用新型涉及激光输出系统，尤其涉及的是，一种主控振荡器功率放大的激光输出系统。

背景技术

激光加工系统中，通常采用非可见光进行加工，因此需要有可见的引导光辅助校准。

例如，激光输出系统与方法03102424.6公开了一种多模光纤排和棱镜耦合双包层光纤器件及其耦合方法，属于激光耦合技术领域。为了克服在高功率泵浦时泵浦机构结构复杂难以实现的困难，该实用新型提供一种结构新颖的器件及其耦合方法。一是多根多模光纤波导紧密排列，一端固定成排后研磨抛光为受光面，与光轴成一角度，与双包层光纤光学接触，将泵光耦合入双包层光纤中。二是棱镜波导耦合，泵浦光注入棱镜波导入射面，直接耦合入双包层光纤内包层中。可同时多点泵浦，并能进行高泵浦功率的耦合。能实现双包层光纤的边泵浦、阵列高功率半导体激光器对双包层光纤的同时多点泵浦、多种结构大功率的双包层光纤激光器、高增益放大器和超荧光光源。

一般加入可见引导光的方法是在激光输出的光路中利用棱镜耦合进一束红光。

但是，在激光输出的光路中耦合进红光，会加大原光束的损耗，并且需要对红光做校准，降低了工作效率，增加了实现难度。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新的主控振荡器功率放大的激光输出系统，解决了非可见光的激光输出系统中引入可见光的问题，例如，解决红外光光纤系统中引入可见红光的问题，降低红光在光纤系统中损耗，并与红外光同轴输出。

本实用新型的技术方案如下：一种主控振荡器功率放大的激光输出系统，其包括顺序设置的种子源、预放大级与功率放大级，其中，所述预放大级以及所述功率放大级之间，还设置波分复用装置；所述波分复用装置的输入端还连接一激光二极管，用于输出预设波长激光。

优选的，所述预放大级顺序设置第一隔离器、前置放大器以及第二隔离器。

优选的，所述功率放大级设置功率放大器。

优选的，所述功率放大级中，所述功率放大器之后，还设置第三隔离器。

优选的，所述激光二极管为输出640nm激光的激光二极管。

优选的，所述第三隔离器内部设置640nm增透膜层。

优选的，所述增透膜层为镀膜层。

优选的，所述功率放大级所输出的放大激光，与所述激光二极管所输出的预设波长激光同轴输出。

优选的，所述预放大器设置第一隔离器以及前置放大器。

优选的，所述预放大级与所述功率放大级之间熔接设置所述波分复用装置。

优选的，所述预放大级与所述功率放大级之间的光纤采用单模光纤。

采用上述方案，本实用新型采用在预放大级以及功率放大级之间设置波分复用装置，在波分复用装置的输入端输入预设波长激光，解决了红外光光纤系统中引入可见红光的问题，降低红光在光纤系统中损耗，并与红外光同轴输出，具有很高的市场应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的示意图。 

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。本说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当某一元件固定于另一个元件，包括将该元件直接固定于该另一个元件，或者将该元件通过至少一个居中的其它元件固定于该另一个元件。当一个元件连接另一个元件，包括将该元件直接连接到该另一个元件，或者将该元件通过至少一个居中的其它元件连接到该另一个元件。

本实用新型各个实施例适用于主控振荡器的功率放大器（MOPA，Master Oscillator Power-Amplifier）激光器，或者称为MOPA激光输出系统等。

本实用新型的一个实施例是，一种主控振荡器功率放大的激光输出系统，其包括预放大级与功率放大级，其中，所述预放大级以及所述功率放大级之间，还设置波分复用装置；WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）是利用多个激光器在单条光纤上同时发送多束不同波长激光的技术。每个信号经过数据（文本、语音、视频等）调制后都在它独有的色带内传输。WDM能使电话公司和其他运营商的现有光纤基础设施容量大增。制造商已推出了WDM系统，也叫DWDM（密集波分复用）系统。DWDM可以支持150多束不同波长的光波同时传输，每束光波最高达到10Gb/s的数据传输率。这种系统能在一条比头发丝还细的光缆上提供超过1Tb/s的数据传输率。需要说明的是，预放大级、功率放大级以及波分复用装置等的控制方法，均属现有技术，本实用新型是将波分复用装置应用于预放大级、功率放大级之间，目的是保护这种结构，不涉及相关的控制方法。

所述波分复用装置的输入端还连接一激光二极管，用于输出预设波长激光。例如，采用640nm LD输出波长为640nm的可见引导激光，LD就是所谓的激光二极管，在半导体激光器中起泵浦作用的。同时它也是一种激光器可发出激光。如图1所示，在MOPA型激光器中，预放大级与功率放大级之间，设置一波分复用及输出引导激光的激光二极管。

优选的，预放大级与功率放大级之间的光纤采用单模光纤，优选的，预放大级与功率放大级之间熔接设置所述波分复用装置；这样，在此熔接加入WDM，WDM对原光路几乎不会增加插损，经测试损耗低于0.3dB，并可以使得640nm的红光在此耦合进入光路，解决了红外光光纤系统中引入可见红光的问题。优选的，考虑到光路最后的输出隔离器对红光会产生很大损耗，因此应对其作针对性改良，例如，在隔离器内部增加镀膜层，使其对640nm增透，降低红光插损。

优选的，所述预放大级顺序设置第一隔离器、前置放大器以及第二隔离器。优选的，所述功率放大级设置功率放大器。优选的，所述功率放大级中，所述功率放大器之后，还设置第三隔离器。由于半导体激光器及光放大器等对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，并导致性能恶化，因此需要用光隔离器阻止反射光。光隔离器只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过，通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离，隔离度代表了光隔离器对回波隔离（阻挡）能力。如图1所示，一种主控振荡器功率放大的激光输出系统，其包括顺序设置的第一隔离器、前置放大器、第二隔离器、波分复用装置、功率放大器以及第三隔离器，所述波分复用装置的输入端还连接一激光二极管，其输出预设波长激光作为可见引导光，输入到所述波分复用装置。优选的，所述可见引导光与所述放大激光同轴输出。

优选的，所述第一隔离器之前，还设置一种子源，其输出种子激光到第一隔离器进行隔离，经过前置放大器进行前置放大，通过第二隔离器进行隔离，然后输出到波分复用装置。优选的，所述第一隔离器设置安装架，其中设置一个安装位与两个卡夹部，所述种子源放置于所述安装位且通过两个所述卡夹部夹持固定，这样，易于安装和拆卸，提高了生产效率。

例如，一种主控振荡器功率放大的激光输出系统，其包括顺序设置的种子源激光器、第一隔离器、前置放大器、第二隔离器、功率放大器、准直输出隔离器，所述种子源激光器的激光顺序经过所述第一隔离器、所述前置放大器、所述第二隔离器、所述功率放大器、所述准直输出隔离器后输出。

所述激光二极管输出预设波长激光，其中，所述预设波长激光为可见波长范围的激光，即可见激光。优选的，所述激光二极管用于输出640nm激光。或者，根据实际情况，所述激光二极管包括各种类型的激光二极管，输出预设波长激光。

优选的，所述第三隔离器内部设置640nm增透膜层。优选的，所述增透膜层镀膜设置。例如，所述增透膜层为镀膜层。优选的，所述第三隔离器采用单极器件隔离器，以获得较低的插入损耗。优选的，所述第三隔离器与所述功率放大器共同固定设置于一输出座，所述第三隔离器的输出端固定安装于一固定块，所述固定块滑动设置于一横轴导轨上，所述横轴导轨滑动设置于一纵轴导轨上，所述纵轴导轨固定设置于一工作台，从而便于控制输出激光以及加工设备。优选的，所述横轴导轨与所述纵轴导轨上分别设置辅助定位装置，其用于连接外部的控制系统，所述控制系统通过所述辅助定位装置控制所述固定块相对所述横轴导轨与所述纵轴导轨的位置，从而实现自动调整所述第三隔离器输出端的位置。

例如，预放大级设置预放大驱动电路的至少两种驱动电流，分别对应预放大级的至少两种设置状态，其中，所述驱动电流包括待机电流与至少一工作电流，所述设置状态对应包括待机状态与至少一工作状态；优选的，自动预存若干种设置状态以及驱动电流，在接入时自动预设置所述放大驱动电路的至少两种驱动电流，分别对应所述预放大级的至少两种设置状态，即通过控制所述预放大级的驱动电流，调整其设置状态；例如，所述预放大级为预放大级泵浦激光器；这样可以在规模生产应用中，增加工作效率。例如，预设置所述预放大级的两种设置状态，分别为待机状态与工作状态，待机状态对应所述预放大级的待机电流，工作状态对应所述预放大级的工作电流，即，设置预放大驱动电路的两种驱动电流，分别对应预放大级的两种设置状态，其中，所述驱动电流包括待机电流与工作电流，所述设置状态对应包括待机状态与工作状态。上例中，预放大驱动电路输出两种驱动电流，包括预放大级的待机电流与工作电流，对应预放大级的待机状态与工作状态。又如，预设置所述预放大级的四种设置状态，分别为待机状态与第一工作状态、第二工作状态、第三工作状态，待机状态对应所述预放大驱动电路的待机电流，第一工作状态对应所述预放大驱动电路的第一工作电流，第二工作状态对应所述预放大驱动电路的第二工作电流，第三工作状态对应所述预放大驱动电路的第三工作电流；以此类推。这样，可以分级设置预放大驱动电路的输出电流，以适应不同的工作需求。优选的，预设置所述预放大级的两种设置状态，分别对应所述预放大驱动电路的驱动电流，其中，所述设置状态包括待机状态与工作状态，所述驱动电流对应包括待机电流与工作电流。

这样，在光路中设置WDM作为耦合进红光的位置并利用WDM进行红光耦合，还在最终隔离器进行改良，大大降低了引导红光的损耗，采用本实用新型各实施例，不用单独作红光光路校准，可以与原光路同轴；不影响原光路输出的功率；并且，现有技术在激光输出外加入引导红光时，会造成原光路约10%的损耗，而用本实用新型各实施例则基本上没有这个损耗。

进一步地，本实用新型的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的主控振荡器功率放大的激光输出系统。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种主控振荡器功率放大的激光输出系统，其包括顺序设置的种子源、预放大级与功率放大级，其特征在于，所述预放大级以及所述功率放大级之间，还设置波分复用装置；

所述波分复用装置的输入端还连接一激光二极管，用于输出预设波长激光。

2.根据权利要求1所述激光输出系统，其特征在于，所述预放大级顺序设置预放大器以及第二隔离器。

3.根据权利要求2所述激光输出系统，其特征在于，所述功率放大级设置功率放大器以及第三隔离器。

4.根据权利要求3所述激光输出系统，其特征在于，所述激光二极管为输出640nm激光的激光二极管。

5.根据权利要求4所述激光输出系统，其特征在于，所述第三隔离器内部设置640nm增透膜层。

6.根据权利要求5所述激光输出系统，其特征在于，所述增透膜层为镀膜层。

7.根据权利要求1至6任一所述激光输出系统，其特征在于，所述功率放大级所输出的放大激光，与所述激光二极管所输出的预设波长激光同轴输出。

8.根据权利要求7所述激光输出系统，其特征在于，所述预放大器设置第一隔离器以及前置放大器。

9.根据权利要求8所述激光输出系统，其特征在于，所述预放大级与所述功率放大级之间熔接设置所述波分复用装置。

10.根据权利要求9所述激光输出系统，其特征在于，所述预放大级与所述功率放大级之间的光纤采用单模光纤。