本發(fā)明涉光纖激光器領(lǐng)域，具體是一種便攜式手持80W連續(xù)光纖激光器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在一些特殊行業(yè)和特殊區(qū)域，需要使用光纖激光器進(jìn)行特殊使用，例如：高危險(xiǎn)且不方便操作區(qū)域內(nèi)可燃物的遠(yuǎn)程燒蝕，反恐領(lǐng)域遠(yuǎn)程目標(biāo)激光打擊，生物肌體的遠(yuǎn)程激光燒蝕等。這些領(lǐng)域所需求的激光器要求具有體積小、重量輕、便于攜帶的特點(diǎn)，而且要求激光器工作環(huán)境簡(jiǎn)潔，易操作、免維護(hù)，特別對(duì)激光的光束質(zhì)量要求嚴(yán)格，現(xiàn)階段光纖激光器是不二選擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供體積小、重量輕，具有穩(wěn)定性好、光束質(zhì)量好的便攜式手持80W連續(xù)光纖激光器系統(tǒng),本發(fā)明輸出80W連續(xù)激光，激光器靠殼體傳導(dǎo)散熱、自然冷卻，激光器輸出光束有效光斑直徑3-4mm、發(fā)散角小于0.5mrad；在輸出20s激光、暫停2分鐘情況下，激光器能夠連續(xù)出光。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

便攜式手持80W連續(xù)光纖激光器系統(tǒng)，由泵浦源、光纖合束器、諧振腔、包層光剝離器、功率監(jiān)控器、溫度監(jiān)控器、激光準(zhǔn)直器、監(jiān)控反饋系統(tǒng)和金屬殼體構(gòu)成；其特征在于：泵浦源、光纖合束器、諧振腔、包層光剝離器、功率監(jiān)控器、溫度監(jiān)控器、激光準(zhǔn)直器、監(jiān)控反饋系統(tǒng)均安裝在金屬殼體內(nèi)，且監(jiān)控反饋系統(tǒng)分別與泵浦源、光纖合束器、功率監(jiān)控器和溫度監(jiān)控器相連，泵浦源內(nèi)部封裝出光功率監(jiān)控和溫度監(jiān)控，信號(hào)通過(guò)泵浦源管腳與監(jiān)控反饋系統(tǒng)建立通訊，進(jìn)行泵浦源狀態(tài)判斷；泵浦源輸出激光注入激光諧振腔中，再通過(guò)包層光剝離器和功率監(jiān)控器、從激光準(zhǔn)直器輸出，功率監(jiān)控器將采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)；溫度監(jiān)控器將從諧振腔采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)；最后由監(jiān)控反饋系統(tǒng)將激光器狀態(tài)信息反饋到用戶終端，用戶終端控制控制泵浦源。

泵浦源輸出915nm激光注入激光諧振腔中，增益光纖經(jīng)過(guò)受激輻射放大過(guò)程輸出1080nm激光；再通過(guò)包層光剝離器和功率監(jiān)控器、從激光準(zhǔn)直器輸出，功率監(jiān)控器將采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)；同時(shí)激光器的金屬殼體因?yàn)槲諢崃慷郎?，溫度監(jiān)控器將采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)；最后由監(jiān)控反饋系統(tǒng)將激光器狀態(tài)信息反饋到用戶終端。

本發(fā)明的監(jiān)控泵浦源工作狀態(tài)：出光功率信號(hào)、工作溫度信號(hào)，泵浦源輸出連續(xù)915nm激光；泵浦激光經(jīng)光纖合束器注入到諧振腔，依次通過(guò)高反光柵、摻Y(jié)b光纖、輸出光柵；輸出光柵輸出的纖芯激光經(jīng)包層光剝離器輸出，最后經(jīng)由激光準(zhǔn)直器射出，少部分包層激光被剝離到達(dá)功率監(jiān)控器；功率監(jiān)控器將采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)，同時(shí)溫度監(jiān)控器會(huì)將金屬殼體的溫度信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)。監(jiān)控反饋系統(tǒng)將采集到的泵浦源出光功率信號(hào)、溫度信號(hào)和輸出激光功率信號(hào)、殼體溫度信號(hào)與設(shè)定值對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果決定繼續(xù)或者停止泵浦源工作。

所述的泵浦源工作在連續(xù)狀態(tài)，是快速響應(yīng)的增益開關(guān)型半導(dǎo)體激光器，輸出中心波長(zhǎng)在915±2nm，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到65％，發(fā)熱量更??；泵浦源根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，工作20s輸出連續(xù)激光，暫停30s。

所述光纖合束器，將2根200/220芯徑的光纖合束成20/400芯徑的光纖輸出，優(yōu)化了光束耦合效率降低器件發(fā)熱量。采用正向傳輸設(shè)計(jì)，抑制反射光，加強(qiáng)泵浦源的保護(hù)。

所述的諧振腔采用前端泵浦方式，由高反光柵、摻Y(jié)b光纖、輸出光柵組成，前端注入泵浦光，提高諧振腔的均勻性和穩(wěn)定性；摻Y(jié)b光纖采用低數(shù)值孔徑設(shè)計(jì)類型，以激光器對(duì)輸出光束質(zhì)量的需要；用戶終端驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體泵浦源使諧振腔部分產(chǎn)生1080nm±10nm連續(xù)80W激光。

在功率監(jiān)控器中通過(guò)包層光剝離器分出少部分信號(hào)光用于激光功率監(jiān)控器。

同時(shí)包層光剝離器還有改善光束質(zhì)量，消除反饋光的作用；在包層光剝離器中利用人為制造的包層光纖破損將包層光纖中傳輸?shù)亩嗄＜す鈱?dǎo)出激光束，達(dá)到改善光束質(zhì)量的目的。

本發(fā)明的工作原理：恒流電源驅(qū)動(dòng)泵浦源產(chǎn)生915nm連續(xù)激光，泵浦光經(jīng)光纖合束器后注入到諧振腔，抽運(yùn)摻Y(jié)b光纖，增益產(chǎn)生1080nm的激光，最后經(jīng)過(guò)包層光剝離器優(yōu)化光束質(zhì)量后經(jīng)激光準(zhǔn)直器輸出。該種便攜式手持連續(xù)光纖激光器最高輸出功率80W，工作要求為運(yùn)行20s、暫停2分鐘。

該種便攜式手持連續(xù)光纖激光器系統(tǒng)設(shè)置了泵浦光監(jiān)控器和輸出功率監(jiān)控器，監(jiān)控反饋系統(tǒng)將之與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果做出相應(yīng)的判斷并通知驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

所述便攜式手持連續(xù)光纖激光器系統(tǒng)是全光纖系統(tǒng)，有效提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，

所述便攜式手持連續(xù)光纖激光器系統(tǒng)采用優(yōu)化光纖合束器提高了泵浦光利用率，降低發(fā)熱量。采用低數(shù)值孔徑設(shè)計(jì)的增益光纖和包層光剝離器有效提高了激光器的光束質(zhì)量；

所述便攜式手持連續(xù)光纖激光器系統(tǒng)新型材料和新式結(jié)構(gòu)，有效降低了激光器體積和重量，實(shí)現(xiàn)可手持式工作，便于使用攜帶。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述。

參見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明由泵浦源1、光纖合束器2、諧振腔3、包層光剝離器4、功率監(jiān)控器5、溫度監(jiān)控器6、激光準(zhǔn)直器7、監(jiān)控反饋系統(tǒng)8和金屬殼體9構(gòu)成；其特征在于：泵浦源1、光纖合束器2、諧振腔3、包層光剝離器4、功率監(jiān)控器5、溫度監(jiān)控器6、激光準(zhǔn)直器7、監(jiān)控反饋系統(tǒng)8均安裝在金屬殼體9內(nèi)，且監(jiān)控反饋系統(tǒng)8分別與泵浦源1、光纖合束器2、功率監(jiān)控器5和溫度監(jiān)控器6相連，泵浦源1內(nèi)部封裝出光功率監(jiān)控和溫度監(jiān)控，信號(hào)通過(guò)泵浦源1管腳與監(jiān)控反饋系統(tǒng)8建立通訊，進(jìn)行泵浦源1狀態(tài)判斷；泵浦源1輸出激光注入激光諧振腔3中，再通過(guò)包層光剝離器4和功率監(jiān)控器5、從激光準(zhǔn)直器7輸出，功率監(jiān)控器5將采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)8；溫度監(jiān)控器6將從諧振腔3采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)8；最后由監(jiān)控反饋系統(tǒng)8將激光器狀態(tài)信息反饋到用戶終端，用戶終端控制控制泵浦源1。所述的泵浦源1為快速響應(yīng)的增益開關(guān)型半導(dǎo)體激光器，泵浦源根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，工作20s輸出連續(xù)激光，暫停30s。所述的諧振腔3由高反光柵301、摻Y(jié)b光纖302、輸出光柵303組成摻Y(jié)b光纖采用低數(shù)值孔徑設(shè)計(jì)類型，以激光器對(duì)輸出光束質(zhì)量的需要，用戶終端驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體泵浦源使諧振腔部分產(chǎn)生1080nm±10nm連續(xù)80W激光。在功率監(jiān)控器5中通過(guò)包層光剝離器4分出少部分信號(hào)光用于激光功率監(jiān)控器。在包層光剝離器4中利用人為制造的包層光纖破損將包層光纖中傳輸?shù)亩嗄＜す鈱?dǎo)出激光束，達(dá)到改善光束質(zhì)量的目的。

本發(fā)明的泵浦源1輸出915nm激光注入激光諧振腔3中，增益光纖摻Y(jié)b光纖302經(jīng)過(guò)受激輻射放大過(guò)程輸出1080nm激光；再通過(guò)包層光剝離器4和功率監(jiān)控器5、從激光準(zhǔn)直器7輸出，功率監(jiān)控器5將采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)8；同時(shí)激光器的金屬殼體9因?yàn)槲諢崃慷郎?，溫度監(jiān)控器6將采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)8；最后由監(jiān)控反饋系統(tǒng)8將激光器狀態(tài)信息反饋到用戶終端。

本發(fā)明：監(jiān)控反饋系統(tǒng)與泵浦源相連，監(jiān)控泵浦工作狀態(tài)：出光功率信號(hào)、工作溫度信號(hào)，泵浦源輸出連續(xù)915nm激光；泵浦激光經(jīng)光纖合束器注入到諧振腔，依次通過(guò)高反光柵、摻Y(jié)b光纖、輸出光柵；輸出光柵輸出的纖芯激光經(jīng)包層光剝離器輸出，最后經(jīng)由激光準(zhǔn)直器射出，少部分包層激光被剝離到達(dá)功率監(jiān)控器；功率監(jiān)控器將采集到的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)，同時(shí)溫度監(jiān)控器會(huì)將金屬殼體的溫度信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控反饋系統(tǒng)。監(jiān)控反饋系統(tǒng)將采集到的泵浦源出光功率信號(hào)、溫度信號(hào)和輸出激光功率信號(hào)、殼體溫度信號(hào)與設(shè)定值對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果決定繼續(xù)或者停止泵浦源工作。

所述的泵浦源1產(chǎn)生915nm連續(xù)泵浦光，泵浦源1是快速響應(yīng)的增益開關(guān)型半導(dǎo)體激光器，內(nèi)部集成出光功率監(jiān)控、溫度監(jiān)控，與所述監(jiān)控反饋系統(tǒng)8相連；泵浦激光經(jīng)光纖合束器2后注入到諧振腔3；諧振腔3由高反光柵301、摻Y(jié)b光纖302、輸出光柵303構(gòu)成，采用前端泵浦方式；諧振腔的輸出纖芯激光從包層光剝離器4輸出，包層激光到達(dá)功率監(jiān)控器5，所述的功率監(jiān)控器5由光吸收腔501和光電二極管502組成。功率監(jiān)控器5和溫度監(jiān)控器6將采集到的信號(hào)與監(jiān)控反饋系統(tǒng)8連接輸出激光器的狀態(tài)信息。激光最后經(jīng)過(guò)激光準(zhǔn)直頭7射出。金屬殼體9如圖3所示。