CN207853158U - 基于积分球的光纤激光器能量监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于积分球的光纤激光器能量监控装置，包括下底板和上盖板，所述下底板上设置有半球体凹槽和光纤凹槽，下底板上还设置有半圆柱形凹槽，下底板上还设置有定位孔，上盖板和下底板盖合后形成连通的球形空腔和圆柱形通孔，在圆柱形通孔中设置有光电探测器，球形空腔用于反射光纤熔接点的泄漏光。将再涂覆后的光纤熔接点及其附近光纤置于积分球装置中，通过积分球的作用可以将熔接点泄露出的光均匀分散到积分球表面，即使光电探测器不能对准熔接点也可以接收到足够的光能量，并且随着光纤纤芯内光功率变大泄露出的光也是线性增长的，因此通过检测泄漏光可以计算出激光脉冲能量。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤激光能量监测技术领域，具体涉及一种基于积分球的光纤激光器能量监控装置。
背景技术
光纤激光器具有增益高、方向性好，散热性好、相干特性强等优点，被认为是最有前景的高能激光器发展方向。对于高功率光纤激光器，运行过程中易发生光纤熔断等危险，光纤熔断会以很快速度沿光纤逆向传输，不及时关闭激光器电源，将会使整个激光器完全损毁。若在全光纤激光器中加入实时功率或能量监控，并将监控信息反馈到激光器系统，在激光器发生异常时可及时关闭整个激光器系统，从而达到保护激光器和工作人员、减小损失的目的。另外，在准连续光纤激光器或脉冲激光器的制作过程中，主要用能量计测量激光器的脉冲出光能量，但是在生产运用中不可能每次都用能量计测量激光器脉冲能量再进行钻孔或焊接。由于钻孔和焊接时工艺复杂、外界环境恶劣、激光器老化等因素，光纤激光器的实际输出能量可能存在偏差，为了能够达到较好的加工工艺，需要对激光器的脉冲输出能量进行实时监控。
光纤是依据全反射原理将光限制在光纤纤芯内传输，但是仍会有少量的光从光纤中泄露出来，特别是光纤熔接点处，相对正常光纤泄露出的光更多，并且随着光纤纤芯内光功率变大泄露出的光也是线性增长的，利用这种现象可以在光纤熔接点处放置光电探测器对光纤内的脉冲能量进行无损检测。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种方便对光纤进行漏光检测从而对光纤激光器脉冲能量进行监控的装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方法是：一种基于积分球的光纤激光器能量监控装置，包括下底板和上盖板，所述下底板上设置有半球体凹槽和径向穿过半球体凹槽的光纤凹槽，下底板上还设置有半圆柱形凹槽，半圆柱形凹槽与半球体凹槽连通，下底板上还设置有定位孔，所述上盖板上也设置有与下底板相配合的半球体凹槽和半圆柱凹槽，上盖板和下底板盖合后形成连通的球形空腔和圆柱形通孔，在圆柱形通孔中设置有光电探测器，球形空腔用于反射光纤熔接点的泄漏光。
进一步的，上盖板与下底板的半球体凹槽表面均涂覆漫反射材料层。
进一步的，半圆柱形凹槽的轴心与光纤凹槽垂直设置，且轴心经过半球体凹槽的球心。
进一步的，所述光电探测器通过胶水固定在圆柱形通孔中。
进一步的，所述上盖板上也设置定位孔，上盖板和下盖板通过定位孔进行固定。
从上述技术方案可以看出本实用新型具有以下优点：将再涂覆后的光纤熔接点及其附近光纤置于积分球装置中，通过积分球的作用可以将熔接点泄露出的光均匀分散到积分球表面，即使光电探测器不能对准熔接点也可以接收到足够的光能量，并且随着光纤纤芯内光功率变大泄露出的光也是线性增长的，因此通过检测泄漏光可以计算出激光能量。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理图；
图2为本实用新型中下底板的结构示意图；
图3为本实用新型中上盖板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。
如图1、图2和图3所示，本实用新型的基于积分球的光纤激光器能量监控装置，包括下底板20和上盖板30，所述下底板上设置有半球体凹槽24和径向穿过半球体凹槽的光纤凹槽26，下底板20上还设置有半圆柱形凹槽27，半圆柱形凹槽27与半球体凹槽24连通，下底板20上还设置有定位孔25，所述上盖板30上也设置有与下底板相配合的半球体凹槽33和半圆柱凹槽32，上盖板和下底板盖合后形成连通的球形空腔和圆柱形通孔，在圆柱形通孔中设置有光电探测器23，球形空腔用于反射光纤21熔接点的泄漏光。上盖板与下底板的半球体凹槽表面均设置漫反射材料层，该漫反射材料对待测激光具有极高的反射率。所述上盖板上也设置定位孔31，上盖板和下盖板通过定位孔进行固定。
下底板上的半圆柱形凹槽27的轴心与光纤凹槽26垂直设置，且轴心经过半球体凹槽的球心。
光纤激光器制作过程中，两种不同元器件熔接后需要将熔接点再涂覆，再次涂覆之后可以大概确定熔接点位置，但很难使之与光电探测器完全对准，对此本发明提出了基于积分球的光纤激光器能量监控装置，将再涂覆后的光纤熔接点及其附近光纤置于积分球装置中，通过积分球的作用可以将熔接点泄露出的光均匀分散到积分球表面，即使光电探测器不能对准熔接点也可以接收到足够的光能量。将熔接再涂覆的光纤21放置于下底板20的光纤凹槽26中，光纤再涂覆部分22的中心位置(熔接点附近)置于积分球内部，将上盖板与下底板闭合后通过定位孔固定，光电探测器插入凹槽27和32形成的圆柱体通孔中，用胶水固定光电探测器。光纤激光器运行过程中，当脉冲经过待测熔接点时会有部分光泄露出来，通过积分球的作用将泄露激光均匀散射在积分球内表面，其中部分激光被光电探测器接收，光电探测器将得到的光信号转换为电信号，将所得电信号与实际激光脉冲功率进行拟合，得到光脉冲能量与电信号一一对应数据，当光纤激光器使用时即可将所得电信号还原为光脉冲能量数据，从而实现了对光脉冲能量的监测。
基于积分球的光纤激光器能量监控装置，可以无损监测光纤激光器脉冲能量，结构简单易操作，防尘抗干扰，测量精确。实时监测激光脉冲能量，减少因激光器意外损伤引起的损失，提高工作人员的安全生产。可以根据脉冲能量及时调整工艺，提高工艺研发进度和生产效率。
所述光电探测器23通过胶水固定在圆柱形通孔中，当然还可以采用其他固定方式，如卡合等。
Claims (5)
1.一种基于积分球的光纤激光器能量监控装置，其特征在于：包括下底板和上盖板，所述下底板上设置有半球体凹槽和径向穿过半球体凹槽的光纤凹槽，下底板上还设置有半圆柱形凹槽，半圆柱形凹槽与半球体凹槽连通，下底板上还设置有定位孔，所述上盖板上也设置有与下底板相配合的半球体凹槽和半圆柱凹槽，上盖板和下底板盖合后形成连通的球形空腔和圆柱形通孔，在圆柱形通孔中设置有光电探测器，球形空腔用于反射光纤熔接点的泄漏光。
2.根据权利要求1所述的基于积分球的光纤激光器能量监控装置，其特征在于：上盖板与下底板的半球体凹槽表面均设置漫反射材料层。
3.根据权利要求2所述的基于积分球的光纤激光器能量监控装置，其特征在于：半圆柱形凹槽的轴心与光纤凹槽垂直设置，且轴心经过半球体凹槽的球心。
4.根据权利要求1所述的基于积分球的光纤激光器能量监控装置，其特征在于：所述光电探测器通过胶水固定在圆柱形通孔中。
5.根据权利要求1所述的基于积分球的光纤激光器能量监控装置，其特征在于：所述上盖板上也设置定位孔，上盖板和下盖板通过定位孔进行固定。
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|---|---|---|---|---|
| CN110243575A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-17 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种射频光传输状态在线检测方法、装置和系统 |
| CN110727063A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-24 | 重庆麦普斯科技有限公司 | 光纤延迟线外壳及光纤延迟线 |
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