CN219801488U - 复合激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合激光器，该复合激光器包括：脉冲激光器组，连续激光器组，光纤合束器和输出器，其中，脉冲激光器组通过光纤与光纤合束器的第一输入光纤连接，连续激光器组通过光纤与光纤合束器的第二输入光纤连接；光纤合束器包括第一输入光纤，第二输入光纤和第一输出光纤，第一输出光纤包括同轴的中芯光纤和环芯光纤，第一输入光纤合束到中芯光纤，第二输入光纤合束到环芯光纤；第一输出光纤与输出器连接。采用上述技术方案，解决了复合激光器清洗的效率较低的问题，进而达到了提高复合激光器清洗的效率的效果。

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

随着激光的不断发展，激光的应用范围也越来越广泛，高能光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，可以达到洁净化的工艺过程，将激光运用到清洗领域可以实现快速的清洁。现用的激光复合清洗技术是将半导体连续激光和脉冲激光形成复合激光清洗路径。高功率半导体激光大光斑辐照附着物表面，表面吸收均等分布的激光能量产生热量，使金属材料和附着物之间产生热膨胀压力，减小两者之间结合力，当脉冲激光发射高强度激光束时，产生的振动冲击波直接使结合力不强的附着物脱离金属表面，实现激光快速清洗。但是现有的脉冲激光器和半导体激光器采用准直、反射、聚焦等空间耦合形式形成复合激光清洗路径，结构复杂，系统稳定性较差，输出的复合光束的稳定性较差，并且由于半导体激光器作为附着物去除前的预热源，光斑尺寸较大，能量密度较低，导致复合清洗效率较低。

针对相关技术中，复合激光器清洗的效率较低等问题，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清洗效率较低的问题。

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：脉冲激光器组，连续激光器组，光纤合束器和输出器，其中，

所述脉冲激光器组通过光纤与所述光纤合束器的第一输入光纤连接，所述连续激光器组通过光纤与所述光纤合束器的第二输入光纤连接；

所述光纤合束器包括所述第一输入光纤，所述第二输入光纤和第一输出光纤，所述第一输出光纤包括同轴的中芯光纤和环芯光纤，所述第一输入光纤合束到所述中芯光纤，所述第二输入光纤合束到所述环芯光纤；

所述第一输出光纤与所述输出器连接。

在一个示例性实施例中，所述脉冲激光器组包括一个或者多个脉冲激光器，所述连续激光器组包括一个或者多个连续激光器，其中，

所述第一输入光纤包括一个或者多个中芯腿，所述一个或者多个脉冲激光器与所述一个或者多个中芯腿一一对应连接；

所述第二输入光纤包括一个或者多个环芯腿，所述一个或者多个连续激光器与所述一个或者多个环芯腿一一对应连接。

在一个示例性实施例中，所述脉冲激光器组中所包括的脉冲激光器的中心波长为1064nm，所述连续激光器组中所包括的连续激光器的中心波长为1080nm。

在一个示例性实施例中，所述脉冲激光器组中所包括的脉冲激光器的第二输出光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于600um，所述连续激光器组中所包括的连续激光器的第三输出光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于300um。

在一个示例性实施例中，所述第二输出光纤的芯径为100um，所述第三输出光纤的芯径为25um；或者，所述第二输出光纤的芯径为400um，所述第三输出光纤的芯径为25um。

在一个示例性实施例中，所述第一输出光纤包括：环形输出光缆，其中，所述环形输出光缆的所述中芯光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于600um，所述环形输出光缆的所述环芯光纤的芯径大于或者等于30um且小于或者等于1000um。

在一个示例性实施例中，所述中芯光纤的芯径为100um，所述环芯光纤的芯径为300um；或者，所述中芯光纤的芯径为400um，所述环芯光纤的芯径为800um。

在一个示例性实施例中，所述输出器包括：环形光缆输出头。

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，

所述主控电路与所述脉冲激光器组连接，所述主控电路还与所述连续激光器组。

在一个示例性实施例中，所述主控电路包括以下至少之一：功率控制电路，频率控制电路和脉宽控制电路，其中，

所述功率控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接；

所述频率控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接；

所述脉宽控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接。

通过本实用新型，复合激光器包括：脉冲激光器组，连续激光器组，光纤合束器和输出器，其中，脉冲激光器组通过光纤与光纤合束器的第一输入光纤连接，连续激光器组通过光纤与光纤合束器的第二输入光纤连接；光纤合束器包括第一输入光纤，第二输入光纤和第一输出光纤，第一输出光纤包括同轴的中芯光纤和环芯光纤，第一输入光纤合束到中芯光纤，第二输入光纤合束到环芯光纤；第一输出光纤与输出器连接。脉冲激光器组与光纤合束器的第一输入光纤连接，光纤合束器将第一输入光纤合束到中芯光纤，也就是说，脉冲激光器组产生的脉冲激光通过光纤传输到光纤合束器的第一输出光纤的中芯光纤；连续激光器组与光纤合束器的第二输入光纤连接，光纤合束器将第二输入光纤合束到环芯光纤，也就是说，连续激光器组产生的连续激光通过光纤传输到光纤合束器的第一输出光纤的环芯光纤，由于第一输出光纤包括同轴的中芯光纤和环芯光纤，这样第一输出光纤就能输出中芯为脉冲激光，环芯为连续激光的复合激光光束，因此，可以解决复合激光器清洗的效率较低问题，达到提高复合激光器清洗的效率效果。

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一；

图2是根据本实用新型实施例的复合激光器的结构示意图二；

图3是根据本实用新型实施例的复合激光器的结构示意图三；

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四。

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一，如图1所示，复合激光器可以但不限于包括：脉冲激光器组102，连续激光器组104，光纤合束器106和输出器108，其中，所述脉冲激光器组通过光纤与所述光纤合束器的第一输入光纤连接，所述连续激光器组通过光纤与所述光纤合束器的第二输入光纤连接；所述光纤合束器包括所述第一输入光纤，所述第二输入光纤和第一输出光纤，所述第一输出光纤包括同轴的中芯光纤和环芯光纤，所述第一输入光纤合束到所述中芯光纤，所述第二输入光纤合束到所述环芯光纤；所述第一输出光纤与所述输出器连接。

通过上述实施例，复合激光器包括：脉冲激光器组，连续激光器组，光纤合束器和输出器，其中，脉冲激光器组通过光纤与光纤合束器的第一输入光纤连接，连续激光器组通过光纤与光纤合束器的第二输入光纤连接；光纤合束器包括第一输入光纤，第二输入光纤和第一输出光纤，第一输出光纤包括同轴的中芯光纤和环芯光纤，第一输入光纤合束到中芯光纤，第二输入光纤合束到环芯光纤；第一输出光纤与输出器连接。脉冲激光器组与光纤合束器的第一输入光纤连接，光纤合束器将第一输入光纤合束到中芯光纤，也就是说，脉冲激光器组产生的脉冲激光通过光纤传输到光纤合束器的第一输出光纤的中芯光纤；连续激光器组与光纤合束器的第二输入光纤连接，光纤合束器将第二输入光纤合束到环芯光纤，也就是说，连续激光器组产生的连续激光通过光纤传输到光纤合束器的第一输出光纤的环芯光纤，由于第一输出光纤包括同轴的中芯光纤和环芯光纤，这样第一输出光纤就能输出中芯为脉冲激光，环芯为连续激光的复合激光光束，因此，可以解决复合激光器清洗的效率较低问题，达到提高复合激光器清洗的效率效果。

在一个可选的实施例中，脉冲激光器组可以但不限于包括一个或者多个脉冲激光器，连续激光器组可以但不限于包括一个或者多个连续激光器，其中，所述第一输入光纤包括一个或者多个中芯腿，所述一个或者多个脉冲激光器与所述一个或者多个中芯腿一一对应连接；所述第二输入光纤包括一个或者多个环芯腿，所述一个或者多个连续激光器与所述一个或者多个环芯腿一一对应连接。

可选地，在本实施例中，上述脉冲激光器可以但不限于通过连接第一输入光纤的中芯腿与第一输入光纤连接，也就是说，上述中芯腿可以但不限于用于连接脉冲激光器和第一输入光纤。

可选地，在本实施例中，上述连续激光器可以但不限于通过连接第一输入光纤的环芯腿与第二输入光纤连接，也就是说，上述环芯腿可以但不限于用于连接连续激光器和第二输入光纤。

可选地，在本实施例中，上述脉冲激光器组可以但不限于包括一个或者多个脉冲激光器，脉冲激光器与第一输入光纤的中芯腿一一对应连接，也就是一个脉冲激光器连接一个中芯腿；续激光器组可以但不限于包括一个或者多个连续激光器，续激激光器与第二输入光纤的环芯腿一一对应连接，也就是一个续激激光器连接一个环芯腿。

在一个可选的实施例中，脉冲激光器组中所包括的脉冲激光器的中心波长可以但不限于为1064nm，连续激光器组中所包括的连续激光器的中心波长可以但不限于为1080nm。

可选地，在本实施例中，上述脉冲激光器的中芯波长可以但不限于为1064nm,上述连续激光器的中芯波长可以但不限于为1080nm。

在一个可选的实施例中，脉冲激光器组中所包括的脉冲激光器的第二输出光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于600um，所述连续激光器组中所包括的连续激光器的第三输出光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于300um。

可选地，在本实施例中，上述脉冲激光器产生的脉冲激光光束通过第二输出光纤传输，第二输出光纤的芯径为d1，10um≤d1≤600um。上述连续激光器产生的连续激光光束通过第三输出光纤传输，第二输出光纤的芯径为d2，10um≤d2≤300um。

在一个可选的实施例中，第二输出光纤的芯径可以但不限于为100um，第三输出光纤的芯径可以但不限于为25um；或者，第二输出光纤的芯径可以但不限于为400um，第三输出光纤的芯径可以但不限于为25um。

可选地，在本实施例中，如果第二输出光纤的芯径为100um，第三输出光纤的芯径可以是25um，或者，如果第二输出光纤的芯径为400um，第三输出光纤的芯径可以是25um。

在一个可选的实施例中，第一输出光纤可以但不限于包括：环形输出光缆，其中，所述环形输出光缆的所述中芯光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于600um，所述环形输出光缆的所述环芯光纤的芯径大于或者等于30um且小于或者等于1000um。

可选地，在本实施例中，上述环形输出光缆的中芯光纤的芯径d3，10um≤d3≤600um；上述环形输出光缆的环芯光纤的芯径d4，30um≤d3≤1000um。通过环形输出光缆同轴输出，发散角更小，光斑更小，能量密度更高，清洗效率越高。

在一个可选的实施例中，中芯光纤的芯径可以但不限于为100um，环芯光纤的芯径可以但不限于为300um；或者，中芯光纤的芯径可以但不限于为400um，环芯光纤的芯径可以但不限于为800um。

可选地，在本实施例中，如果中芯光纤的芯径为100um，环芯光纤的芯径可以是300um，或者，如果中芯光纤的芯径为400um，环芯光纤的芯径可以是800um。

在一个可选的实施例中，输出器可以但不限于包括：环形光缆输出头。

可选地，在本实施例中，上述环形光缆输出头可以但不限于将第一输出光纤输出的同轴的中芯光纤和环芯光纤输出。

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，所述主控电路与所述脉冲激光器组连接，所述主控电路还与所述连续激光器组。

可选地，在本实施例中，主控电路不仅与脉冲激光器组连接，还与连续激光器组连接，那么主控电路不仅可以控制脉冲激光器组中的脉冲激光器，还可以控制连续激光器组中的连续激光器。

图2是根据本实用新型实施例的复合激光器的结构示意图二，如图2所示，以脉冲激光器组102中有一个脉冲激光器102-1，连续激光器组104中有一个连续激光器104-1，该复合激光器中还包括光纤合束器106，输出器108以及主控电路110，脉冲激光器中心波长为1064nm，第二输出光纤芯径为100um，脉冲激光器通过第二输出光纤接入光纤合束器的第一输入光纤；连续激光器中心波长为1080nm，第三输出光纤芯径为25um，连续激光器通过第三输出光纤接入光纤合束器的第二输入光纤，光纤合束器将第一输入光纤和第二输入光纤合束成第一输出光纤，也就是输入的脉冲激光和连续激光通过传输光纤的合束进行合束。第一输出光纤的环形输出光缆的中芯光纤的芯径为100um，第一输出光纤的环形输出光缆的环芯光纤的芯径为300um，最后通过输出器108输出同轴的1064nm脉冲激光和1080nm连续激光。

在一个可选的实施例中，主控电路可以但不限于包括以下至少之一：功率控制电路，频率控制电路和脉宽控制电路，其中，所述功率控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接；所述频率控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接；所述脉宽控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接。

可选地，在本实施例中，主控电路可以但不限于包括以下电路中的一个或者多个：功率控制电路，频率控制电路和脉宽控制电路，功率控制电路可以控制激光器的功率，功率控制电路与每个脉冲激光器连接，还与每个连续激光器连接，这样就可以控制所有的脉冲激光器和所有的连续激光器的功率。可以但不限于可以实现中芯光纤和环芯光纤功率的任意配比。

可选地，在本实施例中，上述频率控制电路可以控制激光器产生的激光频率，频率控制电路不仅与每个脉冲激光器连接，还与每个连续激光器连接，这样就可以控制所有的脉冲激光器和所有的连续激光器的频率。可以但不限于可以实现中芯光纤和环芯光纤频率的任意配比。

可选地，在本实施例中，上述脉宽控制电路可以控制激光器产生激光的脉宽，脉宽控制电路不仅与每个脉冲激光器连接，还与每个连续激光器连接，这样就可以控制所有的脉冲激光器产生的脉冲激光的脉宽，还控制所有的连续激光器产生的连续激光的脉宽。可以但不限于可以实现中芯光纤和环芯光纤脉宽的任意配比。

图3是根据本实用新型实施例的复合激光器的结构示意图三，如图3所示，以脉冲激光器组102中有一个脉冲激光器102-1，连续激光器组104中有N个连续激光器104-1、连续激光器104-2至连续激光器104-N(N为正整数)，该复合激光器中还包括光纤合束器106，输出器108以及主控电路110，脉冲激光器中心波长为1064nm，第二输出光纤芯径为100um，脉冲激光器102-1通过第二输出光纤接入光纤合束器的第一输入光纤；所有连续激光器中心波长为1080nm，第三输出光纤芯径为25um，连续激光器104-1、连续激光器104-2和连续激光器104-N产生的连续激光分别通过第三输出光纤接入光纤合束器的第二输入光纤，光纤合束器将第一输入光纤和第二输入光纤合束成第一输出光纤，也就是输入的脉冲激光和连续激光通过传输光纤的合束进行合束。第一输出光纤的环形输出光缆的中芯光纤的芯径为100um，第一输出光纤的环形输出光缆的环芯光纤的芯径为300um，最后通过输出器108输出同轴的中芯为1064nm的脉冲激光和环芯为1080nm连续激光。接入多个连续激光，提高环芯功率密度，有利于更大工件表面预热清洗，提高清洗效率。

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四，如图4所示，以脉冲激光器组102中有n个脉冲激光器102-1至脉冲激光器102-n(n为正整数)，连续激光器组104中有N个连续激光器104-1至连续激光器104-N(N为正整数)，该复合激光器中还包括光纤合束器106，输出器108以及主控电路110，所有脉冲激光器中心波长为1064nm，第二输出光纤芯径为400um，脉冲激光器102-1至脉冲激光器102-n通过第二输出光纤接入光纤合束器的第一输入光纤；所有连续激光器中心波长为1080nm，第三输出光纤芯径为25um，连续激光器104-1至连续激光器104-N产生的连续激光分别通过第三输出光纤接入光纤合束器的第二输入光纤，光纤合束器将第一输入光纤和第二输入光纤合束成第一输出光纤，也就是输入的脉冲激光和连续激光通过传输光纤的合束进行合束。第一输出光纤的环形输出光缆的中芯光纤的芯径为400um，第一输出光纤的环形输出光缆的环芯光纤的芯径为800um，最后通过输出器108输出同轴的中芯为1064nm的脉冲激光和环芯为1080nm连续激光。可接入多个连续激光器，提高环芯功率密度，接入多个脉冲激光器提高中芯功率，中芯可实现更高脉冲功率输出，有利于更大工件表面预热清洗，极大的提高清洗效率。

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：脉冲激光器组，连续激光器组，光纤合束器和输出器，其中，

所述脉冲激光器组通过光纤与所述光纤合束器的第一输入光纤连接，所述连续激光器组通过光纤与所述光纤合束器的第二输入光纤连接；

所述光纤合束器包括所述第一输入光纤，所述第二输入光纤和第一输出光纤，所述第一输出光纤包括同轴的中芯光纤和环芯光纤，所述第一输入光纤合束到所述中芯光纤，所述第二输入光纤合束到所述环芯光纤；

所述第一输出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，所述脉冲激光器组包括一个或者多个脉冲激光器，所述连续激光器组包括一个或者多个连续激光器，其中，

所述第一输入光纤包括一个或者多个中芯腿，所述一个或者多个脉冲激光器与所述一个或者多个中芯腿一一对应连接；

所述第二输入光纤包括一个或者多个环芯腿，所述一个或者多个连续激光器与所述一个或者多个环芯腿一一对应连接。

3.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于，所述脉冲激光器组中所包括的脉冲激光器的中心波长为1064nm，所述连续激光器组中所包括的连续激光器的中心波长为1080nm。

4.根据权利要求3所述的复合激光器，其特征在于，所述脉冲激光器组中所包括的脉冲激光器的第二输出光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于600um，所述连续激光器组中所包括的连续激光器的第三输出光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于300um。

5.根据权利要求4所述的复合激光器，其特征在于，所述第二输出光纤的芯径为100um，所述第三输出光纤的芯径为25um；或者，所述第二输出光纤的芯径为400um，所述第三输出光纤的芯径为25um。

6.根据权利要求1所述的复合激光器，其特征在于，所述第一输出光纤包括：环形输出光缆，其中，所述环形输出光缆的所述中芯光纤的芯径大于或者等于10um且小于或者等于600um，所述环形输出光缆的所述环芯光纤的芯径大于或者等于30um且小于或者等于1000um。

7.根据权利要求6所述的复合激光器，其特征在于，所述中芯光纤的芯径为100um，所述环芯光纤的芯径为300um；或者，所述中芯光纤的芯径为400um，所述环芯光纤的芯径为800um。

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：环形光缆输出头。

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

所述主控电路与所述脉冲激光器组连接，所述主控电路还与所述连续激光器组。

10.根据权利要求9所述的复合激光器，其特征在于，所述主控电路包括以下至少之一：功率控制电路，频率控制电路和脉宽控制电路，其中，

所述功率控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接；

所述频率控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接；

所述脉宽控制电路与每个所述脉冲激光器连接，所述功率控制电路还与每个所述连续激光器连接。