CN219498478U - 复合激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合激光器，复合激光器包括：多个激光器，光纤合束器和输出器，其中，多个激光器分别通过光纤与光纤合束器连接，光纤合束器通过光纤与输出器连接。采用上述技术方案，解决了复合激光器的系统稳定性较差的问题，进而达到了提高复合激光器的系统稳定性的效果。

Description

复合激光器

技术领域

本实用新型涉及激光领域，具体而言，涉及一种复合激光器。

背景技术

随着激光器的不断发展，激光器的应用也越来越广泛，不同模式的激光器的应用效果不同，复合激光器相对于单一激光器显现出了更好的应用效果，且效率得到了极大的提升。目前市场上的复合激光器，都是通过空间耦合的形式将两种激光器产生的激光光束进行复合，两个激光器输出的激光光束经过准直、反射和聚焦形成同轴光束，现有的复合激光器仅有两种，一种是一个高功率连续激光器与一个半导体激光器复合，另一种是一个高功率脉冲激光器与一个半导体激光器复合。现有的复合激光器不仅输出的复合激光光束激光模式较少，且复合激光器都为空间耦合形式，由于空间耦合形式形成的复合激光的复合激光器结构复杂、系统稳定性较差。

针对相关技术中，复合激光器的系统稳定性较差等问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种复合激光器，以至少解决相关技术中复合激光器的系统稳定性较差的问题。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种复合激光器，包括：多个激光器，光纤合束器和输出器，其中，所述多个激光器分别通过光纤与所述光纤合束器连接，所述光纤合束器通过光纤与所述输出器连接。

在一个示例性实施例中，所述光纤合束器包括多个光纤输入端，其中，所述多个光纤输入端与所述多个激光器一一对应。

在一个示例性实施例中，所述光纤合束器的输出端为多芯层光纤，其中，所述多芯层光纤包括多个同轴芯层，所述多个同轴芯层与所述多个光纤输入端具有对应关系。

在一个示例性实施例中，所述多个同轴芯层包括中心芯层和环形芯层，其中，所述中心芯层对应所述多个光纤输入端中第一数量的光纤输入端，所述环形芯层对应所述多个光纤输入端中第二数量的光纤输入端，所述第一数量与所述第二数量的和为所述多个光纤输入端的总数量。

在一个示例性实施例中，所述多个激光器包括：所述第一数量的脉冲激光器和所述第二数量的连续激光器，其中，所述第一数量的脉冲激光器与所述第一数量的光纤输入端一一对应连接，所述第二数量的连续激光器与所述第二数量的光纤输入端一一对应连接。

在一个示例性实施例中，所述多个激光器包括：所述第一数量的准连续激光器和所述第二数量的连续激光器，其中，所述第一数量的准连续激光器与所述第一数量的光纤输入端一一对应连接，所述第二数量的连续激光器与所述第二数量的光纤输入端一一对应连接。

在一个示例性实施例中，所述复合激光器还包括：主控电路，其中，所述主控电路分别与所述多个激光器连接。

在一个示例性实施例中，所述输出器包括：多芯层光缆输出头。

在一个示例性实施例中，所述多个激光器的激光模式包括以下至少之一：连续激光器、脉冲激光器、半导体激光器、准连续激光器、皮秒激光器、飞秒激光器。

在一个示例性实施例中，所述多个激光器的激光波长范围包括以下至少之一：大于或者等于1030nm且小于或者等于1090nm，大于或者等于900nm且小于或者等于980nm，大于或者等于1530nm且小于或者等于1590nm，大于或者等于1900nm且小于或者等于2140nm。

通过本实用新型，复合激光器包括：多个激光器，光纤合束器和输出器，其中，多个激光器分别通过光纤与光纤合束器连接，光纤合束器通过光纤与输出器连接。复合激光器中的多个激光器与光纤合束器通过光纤连接，每个激光器产生的激光分别通过光纤传输进光纤合束器，光纤合束器通过将光纤进行合束来将多个激光器产生的激光合成光束，最后通过光纤将合成的光束传输至输出器，由于激光器产生的激光通过光纤传输至光纤合束器中，通过将光纤进行合束，将光纤中传输的激光进行合束，从而将多个激光器中的激光进行合束，现有技术中的复合激光器是将激光器输出的激光通过准直、反射等方式将两个激光光束形成复合激光光束，因此，可以解决复合激光器的系统稳定性较差的问题，达到提高复合激光器的系统稳定性的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的复合激光器的结构示意图1；

图2是根据本实用新型实施例的脉冲模式与连续模式复合激光器的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的准连续模式与连续模式复合激光器的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的复合激光器的结构示意图2。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种复合激光器，图1是根据本实用新型实施例的复合激光器的结构示意图1，如图1所示，

多个激光器102，光纤合束器104和输出器106，其中，所述多个激光器102分别通过光纤与所述光纤合束器104连接，所述光纤合束器104通过光纤与所述输出器106连接。

可选地，在本实施例中，上述多个激光器102可以但不限于包括：激光器102-1、激光器102-2、激光器102-n(n为正整数)。

通过上述实施例，复合激光器中的多个激光器与光纤合束器通过光纤连接，每个激光器产生的激光分别通过光纤传输进光纤合束器，光纤合束器通过将光纤进行合束来将多个激光器产生的激光合成光束，最后通过光纤将合成的光束传输至输出器，由于激光器产生的激光通过光纤传输至光纤合束器中通过将光纤进行合束，从而将多个激光器中的激光进行合束，现有技术中是将激光器输出的激光通过准直、反射等方式将多个激光合成光束，因此，可以解决复合激光器的系统稳定性较差的问题，达到提高复合激光器的系统稳定性的效果。

可选地，在本实施例中，上述光纤的作用可以但不限于是传输激光，将激光器中产生的激光光束传输进光纤合束器中，将光纤合束器中的激光光束传输进输出器中，不同模式激光器传输的光纤芯径d，10um≤d≤1000um。

在一个可选的实施例中，光纤合束器可以但不限于包括多个光纤输入端，其中，多个光纤输入端与多个激光器一一对应。

可选地，在本实施例中，上述光纤合束器有多个光纤输入端，多个光纤输入端与多个激光器一一对应，也就是说，光纤输入端的数量与激光器的数量对应，一个激光器对应一个光纤输入端，一个激光器连接一个光纤输入端，激光器通过光纤输入端与光纤合束器连接。

在一个可选的实施例中，光纤合束器的输出端可以但不限于为多芯层光纤，其中，多芯层光纤可以但不限于包括多个同轴芯层，多个同轴芯层与多个光纤输入端具有对应关系。

可选地，在本实施例中，上述多芯层光纤的芯层数量可以但不限于包括：一层、两层、N层(N为正整数)，多芯层光纤的芯层的直径可以但不限包括第一芯层＜第二芯层＜…＜第N芯层，例如，多芯层光纤有三层芯层，第一芯层的直径为d1，10um≤d1≤600um；第二芯层的直径为d2，30um≤d2≤1000um；第三芯层的直径为d3，50um≤d3≤2000um等等。

可选地，在本实施例中，上述光纤合束器的输出端为多芯层光纤，光纤合束器将光纤输入端的多个光纤合束进多芯层光纤中，形成多个同轴芯层，多个同轴芯层的每个芯层与光纤合束器的光纤输入端对应，比如，以光纤输入端的个数为3个、同轴芯层有2个为例，对应关系可以为光纤输入端1和光纤输入端2对应同轴芯层1，光纤输入端3对应同轴芯层2；或者光纤输入端1对应同轴芯层1，光纤输入端2和光纤输入端3对应同轴芯层2等等。

在一个可选的实施例中，多个同轴芯层可以但不限于包括中心芯层和环形芯层，其中，所述中心芯层对应所述多个光纤输入端中第一数量的光纤输入端，所述环形芯层对应所述多个光纤输入端中第二数量的光纤输入端，所述第一数量与所述第二数量的和为所述多个光纤输入端的总数量。

可选地，在本实施例中，上述同轴芯层有中心芯层和环形芯层，中心芯层可以实现中心光斑，环形芯层可以实现环形光斑，中心芯层和环形芯层可以实现中心光斑和环形光斑的组合光斑。

可选地，在本实施例中，中心芯层可以对应第一数量的光纤输入端，也就是说，光纤合束器的中心芯层可以接入1至N个不同模式的激光器，通过这些光纤输入端输入的光纤可以都耦合进中心芯层，环形芯层可以对应第二数量的光纤输入端，光纤合束器的环形芯层可以接入1至N个不同模式的激光器，通过这些光纤输入端输入的光纤可以都耦合进环形芯层，合束进中心芯层的光纤对应的光纤输入端的第一数量与合束进环形芯层的光纤对应的光纤输入端的第二数量之和为光纤合束器的光纤输入端的总数量。例如，光纤输入端的总数量为5个，中心芯层对应的光纤输入端的第一数量为2个，则环形芯层对应的光纤输入端的第二数量为3个。

在一个可选的实施例中，多个激光器可以但不限于包括：第一数量的脉冲激光器和第二数量的连续激光器，其中，所述第一数量的脉冲激光器与所述第一数量的光纤输入端一一对应连接，所述第二数量的连续激光器与所述第二数量的光纤输入端一一对应连接。

可选地，在本实施例中，上述第一数量的脉冲激光器与第一数量的光纤输入端一一对应连接，脉冲激光器的产生的激光通过光纤从光纤输入端传输进光纤合束器中，由于第一数量的光纤输入端对应中心芯层，光纤合束器将该光纤输入端的光束合束进中心芯层，也就是第一数量的脉冲激光器产生的所有激光光束都合束进中心芯层。

可选地，在本实施例中，上述第二数量的连续激光器与所述第二数量的光纤输入端一一对应连接，连续激光器的产生的激光通过光纤从光纤输入端传输进光纤合束器中，由于第二数量的光纤输入端对应环形芯层，光纤合束器将该光纤输入端的光束合束进环形芯层，也就是第二数量的连续激光器产生的所有激光光束都合束进环形芯层。

图2是根据本实用新型实施例的脉冲模式与连续模式复合激光器的结构示意图，如图2所示，多个激光器102包括一个脉冲激光器102-1和一个连续激光器102-2，光纤合束器104，环形光缆输出头(即上述输出器106)。脉冲激光器，中心波长均为1064nm，传输该脉冲激光光束的光纤芯径为100um，接入光纤合束器的第一芯层(即上述中心芯层)。连续激光器中心波长为1080nm，传输该连续激光光束的光纤芯径为25um，接入光纤合束器的第二芯层(即上述环形芯层)。光纤合束器将接入的脉冲激光器的脉冲激光光束耦合进环形输出光缆(即上述多芯层光纤)的第一芯层，将接入的连续激光器的连续激光光束耦合进环形输出光缆的第二芯层，其中环形输出光缆的第一芯层直径为50um，第二芯层直径为150um，再通过环形光缆输出头输出同轴的1064nm第一芯层光束和1080nm第二芯层光束。此种脉冲模式+连续模式全光纤复合激光器，可应用于激光器清洗领域，可以实现有益的效果：其中第一芯层高功率脉冲激光光束主要对附着物清洗，第二芯层高功率连续激光光束主要起预热作用，减小附着物粘黏程度，此种方式可极大的提高清洗效率。

在一个可选的实施例中，多个激光器可以但不限于包括：第一数量的准连续激光器和第二数量的连续激光器，其中，所述第一数量的准连续激光器与所述第一数量的光纤输入端一一对应连接，所述第二数量的连续激光器与所述第二数量的光纤输入端一一对应连接。

可选地，在本实施例中，上述第一数量的准连续激光器与第一数量的光纤输入端一一对应连接，准连续激光器的产生的激光通过光纤从光纤输入端传输进光纤合束器中，由于第一数量的光纤输入端对应中心芯层，光纤合束器将该光纤输入端的光束合束进中心芯层，也就是第一数量的准连续激光器产生的所有激光光束都合束进中心芯层。

可选地，在本实施例中，上述第二数量的连续激光器与所述第二数量的光纤输入端一一对应连接，连续激光器的产生的激光通过光纤从光纤输入端传输进光纤合束器中，由于第二数量的光纤输入端对应环形芯层，光纤合束器将该光纤输入端的光束合束进环形芯层，也就是第二数量的连续激光器产生的所有激光光束都合束进环形芯层。

图3是根据本实用新型实施例的准连续模式与连续模式复合激光器的结构示意图，如图3所示，多个激光器102包括一个准连续激光器102-3和连续激光器102-4，光纤合束器104，环形光缆输出头(即上述输出器106)。准连续激光器，中心波长均为1080nm，传输该准连续激光光束的光纤芯径为25um，接入光纤合束器的第一芯层(即上述中心芯层)。连续激光器中心波长为1080nm，传输该连续激光光束的光纤芯径为25um，接入环形合束器(即上述光纤合束器)的第二芯层(即上述环形芯层)。光纤合束器将接入的准连续激光器的准连续激光光束耦合进环形输出光缆(即上述多芯层光纤)的第一芯层，将接入的连续激光器的连续激光光束耦合进环形输出光缆的第二芯层，其中环形输出光缆的第一芯层直径为50um，第二芯层直径为150um，再通过输出光缆输出头输出同轴的1080nm第一芯层光束和第二芯层光束。此种准连续模式+连续模式全光纤复合激光器，可应用于激光精密焊接领域，可以实现有益的效果：其中第一芯层准连续光束主要对3C产品的精密焊接，第二芯层高功率连续光束主要起预热作用，保证焊点圆度和均匀。此种方式可保证焊点极好的一致性和形态饱满。

在一个可选的实施例中，复合激光器可以但不限于还包括：主控电路，其中，所述主控电路分别与所述多个激光器连接。

可选地，在本实施例中，上述主控电路分别与多个激光器连接，可分别控制多个激光器中的每个激光器，可以但不限于控制激光器的出光参数，比如：功率百分比，频率，脉宽等等。可以但不限于可以实现第一芯层和第二芯层功率的任意配比。

在一个可选的实施例中，输出器可以但不限于还包括：多芯层光缆输出头。

可选地，在本实施例中，上述多芯层光缆输出头可以但不限于输出多芯层的光束。

在一个可选的实施例中，多个激光器的激光模式可以但不限于包括以下至少之一：连续激光器、脉冲激光器、半导体激光器、准连续激光器、皮秒激光器、飞秒激光器。

可选地，在本实施例中，上述多个激光器的可以但不限于包括不同模式的激光器，不同模式的激光器可以但不限于包括连续激光器、脉冲激光器、半导体激光器、准连续激光器、皮秒激光器、飞秒激光器等等，多个激光器中的激光器可以是这些不同模式的激光器中的任意一个模式的激光器，也可以是这些不同模式的激光器中任意多个模式的激光器。

在一个可选的实施例中，多个激光器的激光波长范围可以但不限于包括以下至少之一：大于或者等于1030nm且小于或者等于1090nm，大于或者等于900nm且小于或者等于980nm，大于或者等于1530nm且小于或者等于1590nm，大于或者等于1900nm且小于或者等于2140nm。

可选地，在本实施例中，上述多个激光器中的激光器的激光波长可以处于上述范围的一个范围内，也可以处于上述范围中的多个范围。

图4是根据本实用新型实施例的复合激光器的结构示意图2，如图4所示，主控电路402分别与多个激光器102中的每个激光器连接，多个激光器102包括：激光器102-1、激光器102-2、激光器102-N(N为正整数)，这些激光器都与光纤合束器104连接，光纤合束器104与输出器106连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合激光器，其特征在于，包括：多个激光器，光纤合束器和输出器，其中，

所述多个激光器分别通过光纤与所述光纤合束器连接，所述光纤合束器通过光纤与所述输出器连接。

2.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于，所述光纤合束器包括多个光纤输入端，其中，所述多个光纤输入端与所述多个激光器一一对应。

3.根据权利要求2所述的复合激光器，其特征在于，所述光纤合束器的输出端为多芯层光纤，其中，所述多芯层光纤包括多个同轴芯层，所述多个同轴芯层与所述多个光纤输入端具有对应关系。

4.根据权利要求3所述的复合激光器，其特征在于，所述多个同轴芯层包括中心芯层和环形芯层，其中，所述中心芯层对应所述多个光纤输入端中第一数量的光纤输入端，所述环形芯层对应所述多个光纤输入端中第二数量的光纤输入端，所述第一数量与所述第二数量的和为所述多个光纤输入端的总数量。

5.根据权利要求4所述的复合激光器，其特征在于，所述多个激光器包括：所述第一数量的脉冲激光器和所述第二数量的连续激光器，其中，所述第一数量的脉冲激光器与所述第一数量的光纤输入端一一对应连接，所述第二数量的连续激光器与所述第二数量的光纤输入端一一对应连接。

6.根据权利要求4所述的复合激光器，其特征在于，所述多个激光器包括：所述第一数量的准连续激光器和所述第二数量的连续激光器，其中，所述第一数量的准连续激光器与所述第一数量的光纤输入端一一对应连接，所述第二数量的连续激光器与所述第二数量的光纤输入端一一对应连接。

7.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于，所述复合激光器还包括：主控电路，其中，

所述主控电路分别与所述多个激光器连接。

8.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于，所述输出器包括：多芯层光缆输出头。

9.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于，所述多个激光器的激光模式包括以下至少之一：连续激光器、脉冲激光器、半导体激光器、准连续激光器、皮秒激光器、飞秒激光器。

10.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于，所述多个激光器的激光波长范围包括以下至少之一：大于或者等于1030nm且小于或者等于1090nm，大于或者等于900nm且小于或者等于980nm，大于或者等于1530nm且小于或者等于1590nm，大于或者等于1900nm且小于或者等于2140nm。