CN219735104U - 一种带有回波监测功能的强光光纤照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光光纤照明技术领域，具体涉及一种带有回波监测功能的强光光纤照明装置。该照明装置包括激光发射组件、光纤组件、n组分光片、第一反射镜和n+1组荧光组件，n≥1；激光发射组件与光纤组件连接，分光片均与光纤组件对应设置；远离光源的一端平行分光片设置有第一反射镜，分光片和第一反射镜均对应设置有荧光组件；其特征在于，还包括光电探测器、聚光透镜和带通滤光片，光电探测器与激光发射组件连接，分光片与光纤组件之间设置有带通滤光片，带通滤光片与光纤组件之间设置有聚光透镜。该照明装置在可以提供高强度的照明基础上，可以监测光纤组件是否产生故障，并及时作出反馈，尽量避免了由于光纤断裂产生的安全隐患。

Description

一种带有回波监测功能的强光光纤照明装置

技术领域

本实用新型属于激光光纤照明技术领域，具体涉及一种带有回波监测功能的强光光纤照明装置。

背景技术

光纤照明是基于光纤传输的照明方式，其发光光源的电源及开关可以远离照明现场，避免了传统电路照明容易产生火花或者导致触电的安全隐患。激光光源是光纤照明系统的常用发光光源，现有照明系统中，激光光源激发荧光材料产生光，激光光源和激发荧光材料产生的光合并形成光束进行照明。在需要强光的照明现场，一般选择多激光光源进行照明方式或者选择大功率激光光源照明方式增加光照强度，但是多激光光源占地面积大，且成本高；但是大功率激光光源光能比较大，会在荧光材料上形成一定温度，降低荧光材料活性，从而降低荧光材料激发效率，蓝光过多使用颜色偏蓝色，同时影响照明强度；而且激光能量过大，荧光材料脱落后，激光会引发火灾或者灼伤使用者，引起安全事故。

现有技术及申请人单位通过设置分光片对大功率激光源进行分光处理，增加荧光组件，降低每一荧光组件的光能，从而解决大功率激光影响照明强度以及荧光材料脱落会引发安全事故的问题。但是申请人单位在使用该技术的过程中发现，光纤大多是由玻璃纤维制备而成，易折损，而大功率激光光源能量高，折损处的包装层存在激光泄漏而引发火灾的风险。

实用新型内容

针对现有问题，本实用新型提供一种带有回波监测功能的强光光纤照明装置，该照明装置是在上述现有技术的基础上，在分光前设置过滤片，在激光发射装置处设置光电检测装置；该过滤片可以滤过蓝光，反射其他波段光谱的过滤片；从而在滤过蓝光的同时，其他波段回波发射到光电检测装置，光电检测装置接收不到回波信息，说明光纤存在折损的问题，并立即对激光发射装置进行断电，从而避免激光光源的外泄引发火灾。

为了达到上述目的，本实用新型可以根据采用以下两种技术方案：

本实用新型一方面提供一种带有回波监测功能的强光光纤照明装置，包括激光发射组件、光纤组件、n组分光片、第一反射镜和n+1组荧光组件，n≥1；激光发射组件与光纤组件连接，分光片平行设置且均与光纤组件对应设置；远离光源的一端平行分光片设置有第一反射镜，分光片和第一反射镜均对应设置有荧光组件；其特征在于，还包括光电探测器、聚光透镜和带通滤光片，光电探测器与激光发射组件连接，分光片与光纤组件之间设置有带通滤光片，带通滤光片与光纤组件之间设置有聚光透镜，且带通滤光片与聚光透镜的中心线在同一轴线上。

本实用新型的带有回波监测功能的强光光纤照明装置在使用时，激光发射组件发出激光通过光纤组件一端发射出来，经聚焦透镜聚焦，带通滤光片波分处理后，透过的光经过分光光片分光以及第一反射镜反射后传如荧光组件激发荧光进行照明；反射回波的波段通过光纤组件一端输入，从光纤组件另一端输出，光电检测装置接收从光纤组件输出的回波段，然后反馈到激光发射组件；若光纤组件故障(比如光纤断裂等)，光电检测装置接收的回波信息发生变化，根据回波信息变化量来判断是否光纤存在折损的问题，立即对激光发射组件执行断电处理，不再发出激光，从而避免激光光源的外泄引发火灾。

本实用新型有益效果包括：本实用新型的带有回波监测功能的多分光纤照明装置在可以提供大强度的照明基础上，可以监测光纤组件是否产生故障，并及时作出反馈，尽量避免了由于光纤断裂产生的安隐患。

附图说明

图1为本实用新型实施例带有回波监测功能的强光光纤照明装置I；

图2为本实用新型实施例带有回波监测功能的强光光纤照明装置II；

图3为本实用新型实施例带有回波监测功能的强光光纤照明装置III；

图4为本实用新型实施例带有回波监测功能的强光光纤照明装置IV；

图中，1：光纤组件；11：FC固定法兰；12：FC接头；13：光纤；2：分光片；3：第一反射镜；4：荧光组件；41：发散透镜；42：荧光帽；43：陶瓷或蓝宝石荧光片；5：聚焦透镜；6：带通滤光片；7：第二反射镜；8：光电探测器。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供一种带有回波监测功能的强光光纤照明装置，参照图1和图2，包括激光发射组件、光纤组件1、n组分光片2、第一反射镜3和n+1组荧光组件4，n≥1；激光发射组件与光纤组件1连接，分光片2平行设置且均与光纤组件1对应设置；远离光源的一端平行分光片2设置有第一反射镜3，分光片2和第一反射镜3均对应设置有荧光组件4；其特征在于，还包括光电探测器8、聚光透镜5和带通滤光片6，光电探测器8与激光发射组件连接，分光片2与光纤组件1之间设置有带通滤光片6，带通滤光片6与光纤组件1之间设置有聚光透镜5，且带通滤光片6与聚光透镜5的中心线在同一轴线上。

本实用新型的带有回波监测功能的强光光纤照明装置在使用时，激光发射组件发出激光通过光纤组件1一端发射出来，经聚焦透镜5聚焦，带通滤光片6波分处理后，透过的光经过分光光片分光以及第一反射镜3反射后传如荧光组件4激发荧光进行照明；反射回波的波段通过光纤组件1一端输入，从光纤组件1另一端输出，光电检测装置接收从光纤组件1输出的回波段，然后反馈到激光发射组件；若光纤组件1故障(比如光纤断裂等)，光电探测器8接收的回波信息发生变化，根据回波信息变化量来判断是否光纤存在折损的问题，对激光发射组件执行断电处理，不再发出激光，尽量避免了由于光纤断裂产生的安隐患。

需要说明的是，本实用新型中术语“对应设置”指的是各器件反射出的光线方向与接收另一器件光线的方向是垂直的。比如，分光片2平行设置且均与光纤组件1对应设置指的是光纤组件1发出的激光方向经分光片2分光后，分光后的反射光方向与光纤组件1发出的激光方向垂直；再比如，分光片2和第一反射镜3均对应设置有荧光组件4指的是，射入分光片2的光线与射入荧光组件的光线垂直。

还需要说明的是，上述的光电探测器8是本领域所已知的，且有市售；上述激光发射组件包括激光发射模块和开关控制模块；光电探测器8和激光发射组件通过现有技术中的继电器相互控制，光电探测器8接受到光纤中回波时转换为电信号，没有电信号的时候，控制继电器开关关闭激光发射组件的开关，不再发射激光。具体可以参照现有专利201810177010.0，专利名称：光纤激光器监测保护装置及保护方法。

具体地，参照图1和图2，上述分光片2所在平面与聚光透镜中心线的夹角呈45°，所有分光片2平行设置；第一反射镜33设置在第n组分光片2之后，且与第n组分光片2平行；第1组荧光组件4至第n组荧光组件4中心线分别与对应分光片2所在平面呈45°，所有荧光组件4平行设置，第n+1组荧光组件4中心线与第一反射镜33所在平面呈45°。还需要说明的是，分光片2所在平面与聚光透镜中心线的夹角呈45°，表示分光片2和聚光透镜的位置关系可以向上呈45°夹角，也可以是向下呈45°夹角，夹角方向不同，仅荧光组件4和光纤组件1的相对位置不同，其他功能一致。

另外，激光发射组件发射激光，通过光纤传输聚焦后，直接通过分光片2分光后经过荧光组件4发射出来，使得荧光组件4和激光光源沿着一个方向排列。如此，该多分光照明装置呈细长状。

优选地，参照图1和图2，上述带通滤光片6选择反射1310nm波段，透射450nm波段，光束入射角0度。1310nm波段的光波通过光纤回穿后，光电探测器8更易探测到光波的存在，避免不必要的故障误判。

优选地，参照图1，荧光组件4包括发散透镜41和荧光帽42，激光经发散透镜41发散后照射荧光帽42。荧光组件4的发散透镜41接收分光片2分离的光线，然后通过荧光帽42进行发散得到光线，由于对激光进行了分光，光能减弱，即使荧光帽42脱落，也不会发生安全事故。

优选地，参照图2，上述荧光组件4还可以为陶瓷或蓝宝石荧光片43。同样地，如上所述，陶瓷或蓝宝石荧光片43接收分光片2分离的光线，然后通过陶瓷或蓝宝石荧光片43发散得到光线，由于对激光进行了分光，光能减弱，即使陶瓷或蓝宝石荧光片43脱落，也不会发生安全事故。

优选地，在上述任意带有回波监测功能的强光光纤照明装置中，参照图3和图4，上述分光片2与带通滤光片6之间设置第二反射镜7，第二反射镜7与接近光源的分光片2对应设置。具体地，该装置激光发射组件发射出激光，通过聚光透镜聚焦后，通过第二反射镜7进行反射；反射光通过分光片2进行分光，一部分光源通过分光片2反射成反射光，一部分光源透射成透射光，反射光通过第1组荧光组件4发射出来，透射光通过第一反射镜3反射后通过第2组荧光组件4发射出来；若荧光组件4是3个及以上，则激光光线通过分光片2进行分光后，反射光通过第1组荧光组件4发射出来，透射光通过第n个分光片2进行分光，反射光通过第n组荧光组件4发射出来，透射光通过第一反射镜3反射后通过第n+1组荧光组件4发射出来。

另外，添加了第二反射镜7的照明装置与没有添加第二反射镜7的照明装置不同之处在于在分光片2和光纤组件1之间设置第二反射镜7，改变激光路线，使得荧光组件4与光纤组件1并列。如此，在相同数量的荧光组件4下，添加了第二反射镜7的光照明装置宽度比没有添加的更宽，长度比第一种短。

在一些具体实施例中，参照图3和图4，第二反射镜7所在平面与聚光透镜中心线的夹角呈45°；第一组分光片2所在平面与第二反射镜7中心线的夹角呈90°，所有分光片2平行设置；第一反射镜33设置在第n组分光片2之后，且与第n组分光片2平行；第1组荧光组件4至第n组荧光组件4中心线分别与对应分光片2所在平面呈45°，所有荧光组件4平行设置，第n+1组荧光组件4中心线与第一反射镜33所在平面呈45°。另外，上述第二反射镜7所在平面与聚光透镜中心线的夹角呈45°，表示第二反射镜7和聚光透镜的位置关系可以向上呈45°夹角，也可以是向下呈45°夹角，夹角方向不同，仅荧光组件4和激光光源的相对位置不同，其他功能一致。

还需要说明的是，上述的照明装置的激发光激发荧光材料进行照明，激光的颜色各异，荧光材料的颜色不同，激光激发荧光材料产生的光纤颜色也会存在不同，根据需要的光纤颜色。所以，本照明装置中，可以通过设置相应的带通滤光片6滤过需要的激光颜色，然后搭配不同的颜色的荧光材料，得到不同颜色的光线。一般需要得到白色的照明光，则比如，荧光帽42的可以选择由黄色荧光材料制成的荧光帽42，如此，带通滤光片6过滤得蓝光，蓝色激光激发黄色荧光粉，产生黄光并漫反射出去，黄光荧光与蓝色激光合并就形成了白光。

还需要说明的是，本实用新型中的反射透镜的反射率越高越好，能达到100％最好；另外，也可以是在玻璃基片上镀多层高反射膜来实现增加反射率。

还需要说明的是，参照图1、图2、图3和图4，上述光纤组件1为本领域所已知的，比如包括FC固定法兰11、FC接头12和光纤13，FC接头12在光纤14一端，通过FC固定法兰11连接固定。

还需要说明的是，上述两种多分光照明装置还包括照明装置常见的部件，比如外壳，以及外壳内设置的卡槽或安装孔。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围。

Claims (7)

1.一种带有回波监测功能的强光光纤照明装置，包括激光发射组件、光纤组件(1)、n组分光片(2)、第一反射镜(3)和n+1组荧光组件(4)，n≥1；激光发射组件与光纤组件(1)连接，分光片(2)平行设置且均与光纤组件(1)对应设置；远离光源的一端平行分光片(2)设置有第一反射镜(3)，分光片(2)和第一反射镜(3)均对应设置有荧光组件(4)；其特征在于，还包括光电探测器(8)、聚光透镜(5)和带通滤光片(6)，光电探测器(8)与激光发射组件连接，分光片(2)与光纤组件(1)之间设置有带通滤光片(6)，带通滤光片(6)与光纤组件(1)之间设置有聚光透镜(5)，且带通滤光片(6)与聚光透镜(5)的中心线在同一轴线上。

2.根据权利要求1所述的带有回波监测功能的强光光纤照明装置，其特征在于，带通滤光片(6)反射1310nm波段，透射450nm波段，光束入射角0度。

3.根据权利要求1或2所述的带有回波监测功能的强光光纤照明装置，其特征在于，荧光组件(4)包括发散透镜(41)和荧光帽(42)，激光经发散透镜(41)发散后照射荧光帽(42)。

4.根据权利要求1或2所述的带有回波监测功能的强光光纤照明装置，其特征在于，荧光组件(4)为陶瓷或蓝宝石荧光片(43)。

5.根据权利要求1或2所述的带有回波监测功能的强光光纤照明装置，其特征在于，分光片(2)与带通滤光片(6)之间设置第二反射镜(7)，第二反射镜(7)与接近光源的分光片(2)对应设置。

6.根据权利要求3所述的带有回波监测功能的强光光纤照明装置，其特征在于，分光片(2)与带通滤光片(6)之间设置第二反射镜(7)，第二反射镜(7)与接近光源的分光片(2)对应设置。

7.根据权利要求4所述的带有回波监测功能的强光光纤照明装置，其特征在于，分光片(2)与带通滤光片(6)之间设置第二反射镜(7)，第二反射镜(7)与接近光源的分光片(2)对应设置。