CN214040591U - 一种光纤激光器元器件烧毁监测系统 - Google Patents
一种光纤激光器元器件烧毁监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种光纤激光器元器件烧毁监测系统，包括光电探测器和控制模块，所述光电探测器与控制模块连接，所述光电探测器用于接收待测光，待测光垂直入射到光电探测器上，所述控制模块用于监测待测光并预先设定功率阈值，若待测光入射到光电探测器上的功率值低于预设功率阈值，则光纤激光器自动切断电源。本实用新型通过监测正向泵浦合束器输入光纤端输出的回返光，快速判断光纤激光器光路中光学器件有无烧毁失效，并在监测到异常时，立刻切断光纤激光器电源，避免串烧至其他光学器件。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤激光器领域，特别涉及一种光纤激光器元器件烧毁监测系统。
背景技术
光纤激光器具有光束质量好、紧凑性高、传输效率高以及维护成本低等特点，在工业、生物学、医学领域被广泛应用。由于光纤激光器为全光纤结构，各元器件之间通过光纤熔接在一起，若某个光学器件被损坏，将通过光纤串烧至其余光学器件，如不加以防范，烧毁成本十分昂贵；在高功率激光器中，很容易发生危险。
实用新型内容
实用新型目的：针对以上问题，本实用新型目的是提供一种光纤激光器元器件烧毁监测系统，通过实时监测合束器输入光纤端输出的返回光功率进而判断光学系统是否正常运行，降低光纤激光器烧毁成本。
技术方案：本实用新型所述的一种光纤激光器元器件烧毁监测系统包括光电探测器和控制模块，所述光电探测器与控制模块连接，所述光电探测器用于接收待测光，待测光垂直入射到光电探测器上，所述控制模块用于监测待测光并预先设定功率阈值，若待测光入射到光电探测器上的功率值低于预设功率阈值，则光纤激光器自动切断光纤激光器电源。
为防止损坏光电探测器，所述烧毁监测系统还包括衰减片，设置在待测光输出端与光电探测器之间，与光电探测器平行放置，用于衰减待测光功率。
所述衰减片为中性密度衰减片，透过率为0.1％～5％。
所述烧毁监测系统还包括滤光片，设置在所述衰减片与光电探测器之间，与光电探测器平行放置，用于剥除泵浦光，防止烧毁器件时回返的泵浦光对信号光造成干扰。
所述滤光片对信号光的透过率大于80％，泵浦光的透过率小于1％。
所述光电探测器为由辐射引起被照射材料电导率发生改变的一类器件。
所述光电探测器检测光功率范围不大于2W，光谱范围为800～1700nm。
所述待测光为合束器输入光纤端输出的回返光，且光纤端面切割后角度要求为0～10°，超声清洗后需显微镜下检查切割端面，确保无缺口及脏污。
所述烧毁监测系统还包括防尘盒，衰减片、滤光片以及光电探测器放入防尘盒内，防尘盒表面设置小孔，孔径1～3mm，以便合束器输入端光纤插入，光纤与预留小孔接触处使用光敏胶固化密封，避免光纤端面以及镜片表面的脏污。
所述防尘盒材质为铝或铝合金，表面阳极氧化处理。
有益效果：本实用新型与现有技术相比，其优点是：通过监测正向泵浦合束器输入光纤端输出的回返光，快速判断光纤激光器光路中光学器件有无烧毁失效，并在监测到异常时，立刻切断光纤激光器电源，避免串烧至其他光学器件。
附图说明
图1为实施例中双端泵浦结构激光器及回返光监测装置示意图；
图2为实施例中单端泵浦结构激光器及回返光监测装置示意图。
具体实施方式
如图1，本实施例所述的一种光纤激光器元器件烧毁监测系统包含光电探测器3、滤光片2、衰减片1、控制模块4，衰减片1、滤光片2以及光电探测器3相互平行放置，待测光依次垂直入射至上述光学器件。衰减片1、滤光片2以及光电探测器3外配备防尘盒5，避免光纤端面以及光学镜片表面脏污。控制模块4连接光电探测器3，用于监测回返光信号并在器件烧毁失效时切断激光器电源。
防尘盒5材质为铝或铝合金，表面阳极氧化处理；防尘盒5的一个侧面预留小孔，孔径1～3mm，以便正向泵浦合束器6输入端光纤插入，光纤与预留小孔接触处使用光敏胶固化密封。
衰减片1为中性密度衰减片，透过率为0.1％～5％，主要作用在于衰减入射光功率，防止损坏光电探测器3。
滤光片2在1000nm以上透过率大于80％，1000nm以下截止，截止范围内透过率小于1％。滤光片2主要作用在于滤除波长在970～980nm范围内的泵浦光，防止烧毁时回返的泵浦光对信号光的干扰。
光电探测器3为由辐射引起被照射材料电导率发生改变的一类器件，光功率范围为1～2000mw，光谱范围为800～1700nm。
本实施例所述的烧毁监测系统的监控方法如下；
(1)打开光纤激光器，测试15～20个不同的激光功率P0和正向泵浦合束器6输入光纤回返光功率P1，并拟合出激光功率与回返光功率之间的线性关系：P1＝a*P0，a为系数；
(2)光电探测器3实时监控合束器回返光功率P1；
(3)设置正向合束器输入光纤光功率报警阈值：当激光器内部器件烧毁时，此时回返光记为P1'的探测功率低于0.1～0.5倍正常回返光功率P1，控制模块4报警，并关闭光纤激光器电源。
实施例1
本实施例采用双端泵浦结构光纤激光器，光路图如图1所示，增益光纤8两端分别连接高反光纤光栅7和低反光纤光栅9，低反光纤光栅9另一端连接反向泵浦合束器10的输出端，反向泵浦合束器10的另一端连接模式剥除器11一端，模式剥除器11另一端连接光纤输出端12，高反光纤光栅7的另一端与正向泵浦合束器6的输出端连接，正向泵浦合束器6的输入光纤端输出待测激光通过防尘盒5的小孔直接入射到监测系统的衰减片1上，然后通过烧毁监测系统进行监测光纤激光器运转状态。正常出光时若正向泵浦合束器6烧毁，则此时正向泵浦合束器6输入光纤传出的回返光P1'经过衰减片1、滤光片2到达光电探测器3时光功率应接近0，低于报警阈值0.5倍P1，光电探测器3将此功率信号传输至控制模块4，烧毁监测系统判定异常即刻切断激光器电源，防止正向泵浦合束器6串烧至其余光学器件。
实施例2
本实施例光路图与实施例1相同，区别在于本实施例中烧毁的光学器件为高反光纤光栅7，监测过程与实施例1相同。
实施例3
本实施例光路图与实施例1相同，区别在于本实施例中激光器烧毁的光学器件为反向泵浦合束器10，此时正向泵浦合束器6的输入光纤传出的回返光P1'经过衰减片1、滤光片2到达光电探测器3时光功率不会接近0，但由于反向泵浦光功率一般大于正向泵浦光，故回返光P1'小于0.5倍P1。
实施例4
本实施例采用的单端泵浦激光器，光路图如图2所示，与上述实施例1-3光路区别在于本实施例无反向泵浦合束器10，而正向泵浦合束器6、高反光纤光栅7以及有源光纤三种光学器件中如有一种烧毁，正向泵浦合束器6输入光纤传出的回返光P1'经过衰减片1、滤光片2到达光电探测器3时光功率都会接近0，故此时的报警阈值设置较低值，如0.1倍P1，其余监测过程同上述实施例。
Claims (10)
1.一种光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，包括光电探测器(3)和控制模块(4)，所述光电探测器(3)与控制模块(4)连接，所述光电探测器(3)用于接收待测光，待测光垂直入射到光电探测器(3)上，所述控制模块(4)用于监测待测光并预先设定功率阈值，若待测光入射到光电探测器(3)上的功率值低于预设功率阈值，则光纤激光器自动切断电源。
2.根据权利要求1所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，还包括衰减片(1)，设置在待测光输出端与光电探测器(3)之间，与光电探测器(3)平行放置，用于衰减待测光功率。
3.根据权利要求2所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，所述衰减片(1)为中性密度衰减片，透过率为0.1％～5％。
4.根据权利要求2所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，还包括滤光片(2)，设置在所述衰减片(1)与光电探测器(3)之间，与光电探测器(3)平行放置，用于剥除泵浦光。
5.根据权利要求4所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，所述滤光片(2)对信号光的透过率大于80％，泵浦光的透过率小于1％。
6.根据权利要求1所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，所述光电探测器(3)为由辐射引起被照射材料电导率发生改变的一类器件。
7.根据权利要求6所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，所述光电探测器(3)检测光功率范围不大于2W，光谱范围为800～1700nm。
8.根据权利要求1所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，所述待测光为合束器输入光纤端输出的回返光。
9.根据权利要求1所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，还包括防尘盒(5)，衰减片(1)、滤光片(2)以及光电探测器(3)放入防尘盒(5)内，防尘盒(5)表面设置小孔，孔径1～3mm，以便合束器输入端光纤插入，光纤与预留小孔接触处使用光敏胶固化密封。
10.根据权利要求9所述的光纤激光器元器件烧毁监测系统，其特征在于，所述防尘盒(5)材质为铝或铝合金，表面阳极氧化处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202120020610.3U CN214040591U (zh) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | 一种光纤激光器元器件烧毁监测系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202120020610.3U CN214040591U (zh) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | 一种光纤激光器元器件烧毁监测系统 |
Publications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN214040591U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113504032A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-10-15 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | 一种光纤光栅测试系统及方法 |
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