可調(diào)波形的高功率脈沖光纖激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)波形的高功率脈沖光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率光纖激光器具備光束質(zhì)量好、壽命長(zhǎng)、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，在光纖通訊領(lǐng)域、激光加工等領(lǐng)域具有重要的、無可取代的應(yīng)用。
[0003]目前市場(chǎng)上主要應(yīng)用有調(diào)Q、鎖模、MOPA等類型的光纖激光器，然而調(diào)Q、鎖模不容易實(shí)現(xiàn)頻率脈寬的調(diào)節(jié)，從而限制了應(yīng)用范圍。對(duì)于現(xiàn)有的MOPA技術(shù)，由于其放大后增益飽和等影響使其波形改變，從而導(dǎo)致有效單脈沖能量降低，進(jìn)而降低了光脈沖的有效利用性。
[0004]對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的高功率光纖脈沖激光器，在環(huán)保及高效使用上存在明顯缺陷，因此需要對(duì)其加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種可調(diào)波形的高功率脈沖光纖激光器。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種可調(diào)波形的高功率脈沖光纖激光器，用于提供種子脈沖和放大輸出的光路組件，用于驅(qū)動(dòng)激光脈沖的驅(qū)動(dòng)組件，用于檢測(cè)和調(diào)節(jié)激光脈沖輸出的控制組件；其中，所述控制組件包括頻率檢測(cè)模塊、波形調(diào)節(jié)模塊、種子脈沖控制模塊和放大控制模塊；所述頻率檢測(cè)模塊檢測(cè)脈沖光纖激光器的重復(fù)頻率，所述波形調(diào)節(jié)模塊根據(jù)重復(fù)頻率檢測(cè)結(jié)果對(duì)種子激光器的工作信號(hào)波形的幅度、脈寬及包絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使脈沖光纖激光器獲得較好單脈沖能量有效利用率。
[0007]優(yōu)選地，所述控制組件還包括波形檢測(cè)模塊；所述波形檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)地檢測(cè)脈沖光纖激光器的輸出脈沖的單脈沖能量有效利用率，所述波形調(diào)節(jié)模塊根據(jù)頻率檢測(cè)模塊及波形檢測(cè)模塊檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)對(duì)種子信號(hào)波形的幅度、脈寬及包絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使可調(diào)波形的高功率脈沖光纖激光器的單脈沖能量有效利用率實(shí)時(shí)地保持預(yù)設(shè)S。值。
[0008]優(yōu)選地，所述光路組件包括種子脈沖模塊、以及對(duì)種子脈沖模塊輸出的脈沖進(jìn)行放大及輸出的放大輸出模塊；所述驅(qū)動(dòng)組件包括用于驅(qū)動(dòng)所述種子脈沖模塊的種子脈沖驅(qū)動(dòng)模塊、以及用于驅(qū)動(dòng)所述放大輸出模塊的放大驅(qū)動(dòng)模塊。
[0009]優(yōu)選地，所述種子脈沖模塊包括沿光路依次布置的種子激光器、第一隔離器、第一放大器、第二隔離器。
[0010]優(yōu)選地，所述第一放大器包括第一放大光纖和第一泵浦合束器，所述第一隔離器、第一放大光纖、第一泵浦合束器、第二隔離器沿光路依次布置，所述第一泵浦合束器連接第一泵浦激光器。
[0011]優(yōu)選地，所述第一泵浦激光器中心波長(zhǎng)為915-980nm，所述第一放大光纖為有源單包層光纖、雙包層光纖或多包層光纖。
[0012]優(yōu)選地，所述放大輸出模塊包括沿光路依次布置的第二放大光纖、第二泵浦合束器和第三隔離器，所述第二泵浦合束器連接第二泵浦激光器。
[0013]優(yōu)選地，所述第二泵浦激光器中心波長(zhǎng)為915_980nm，所述第二放大光纖為有源單包層光纖、雙包層光纖或多包層光纖。
[0014]優(yōu)選地，所述第三隔離器為帶有準(zhǔn)直輸出的大功率隔離器，所述第三隔離器的輸出端為所述脈沖光纖激光器的輸出端。
[0015]優(yōu)選地，所述波形調(diào)節(jié)模塊包括幅度調(diào)節(jié)單元、脈寬調(diào)節(jié)單元、以及包絡(luò)調(diào)節(jié)單元，分別用于脈沖波形的幅度、脈寬、包絡(luò)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0016]本發(fā)明的有益效果包括:可調(diào)波形的高功率脈沖光纖激光器在工作過程中，頻率檢測(cè)模塊不斷檢測(cè)激光器工作的重復(fù)頻率，同時(shí)波形調(diào)節(jié)模塊根據(jù)頻率檢測(cè)模塊檢測(cè)到的結(jié)果不斷地對(duì)種子激光器的工作信號(hào)波形的幅度、脈寬及包絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，借此可以保證高功率光纖激光器在不同重復(fù)頻率情況下均可得到較好單脈沖能量有效利用率，從而得到較好的應(yīng)用效果。
[0017]更進(jìn)一步地在優(yōu)選方案中，通過采用波形檢測(cè)模塊，激光器在工作過程中通過頻率檢測(cè)模塊自動(dòng)檢測(cè)激光器工作的重復(fù)頻率，同時(shí)通過波形檢測(cè)模塊的實(shí)時(shí)地檢測(cè)激光脈沖經(jīng)放大后的單脈沖能量有效利用率的功能，對(duì)激光器中種子激光器工作波形中幅度、脈寬及包絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使可調(diào)波形的高功率脈沖光纖激光器的單脈沖能量有效利用率實(shí)時(shí)地保持預(yù)設(shè)S。值，從而得到較好應(yīng)用效果。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的高功率脈沖光纖激光器的TJK意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的高功率脈沖光纖激光器的控制組件TJK意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的高功率脈沖光纖激光器的控制組件示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的高功率脈沖光纖激光器的種子脈沖模塊示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的高功率脈沖光纖激光器的放大輸出模塊TJK意圖。
[0023]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的高功率脈沖光纖激光器的波形調(diào)節(jié)模塊示意圖。
[0024]圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的高功率脈沖光纖激光器的高功率單脈沖形狀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0027]如圖1至6所示，提供一種單脈沖能量可調(diào)的高功率脈沖光纖激光器，該高功率脈沖光纖激光器1000包括光路組件300，驅(qū)動(dòng)組件200，控制組件100。光路組件300用于提供種子脈沖和放大輸出，驅(qū)動(dòng)組件200用于驅(qū)動(dòng)激光脈沖，控制組件100用于檢測(cè)和調(diào)節(jié)激光脈沖輸出。
[0028]如圖2所示，控制組件100包括頻率檢測(cè)模塊110、波形調(diào)節(jié)模塊120、種子脈沖控制模塊130和放大控制模塊140 ;頻率檢測(cè)模塊110檢測(cè)脈沖光纖激光器的重復(fù)頻率，波形調(diào)節(jié)模塊120根據(jù)重復(fù)頻率檢測(cè)結(jié)果對(duì)種子激光器的工作信號(hào)的波形調(diào)節(jié)。
[0029]如圖7所示,脈沖能量為面積41和面積42總和,其中面積41為有效單脈沖能量，面積42為無效單脈沖能量，虛線43為激光應(yīng)用時(shí)某閾值峰值功率，當(dāng)峰值功率低于閾值峰值功率43為無效單脈沖能量42，峰值功率高于閾值功率43為有效單脈沖能量41。為了保證高功率單脈沖光纖激光器的利用率，需要提高有效單脈沖能量，降低無效單脈沖能量，即提高有效利用率S =面積41/(面積41+面積42)的值。
[0030]本發(fā)明的可調(diào)波形的高功率脈沖光纖激光器1000在工作過程中，頻率檢測(cè)模塊110不斷檢測(cè)激光器工作的重復(fù)頻率，同時(shí)波形調(diào)節(jié)模塊120根據(jù)頻率檢測(cè)模塊110檢測(cè)到的結(jié)果不斷地對(duì)種子激光器311工作信號(hào)波形的幅度、脈寬及包絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，借此可以保證高功率光纖激光器在不同重復(fù)頻率情況下均可得到較好單脈沖能量有效利用率S值，從而得到較好的應(yīng)用效果。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖3所示，控制組件100還包括波形檢測(cè)模塊150 ;波形檢測(cè)模塊150實(shí)時(shí)檢測(cè)激光脈沖經(jīng)放大后的單脈沖能量有效利用率，波形調(diào)節(jié)模塊120根據(jù)頻率檢測(cè)模塊110和波形檢測(cè)模塊150檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)對(duì)種子信號(hào)波形的幅度、脈寬及包絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0033]為保證波形可調(diào)的高功率脈沖光纖激光器1000真正地、實(shí)時(shí)地保持激光器預(yù)設(shè)S。值，波形可調(diào)的高功率脈沖光纖激光器1000的頻率檢測(cè)模塊110在不斷地檢測(cè)種子激光器311工作的重復(fù)頻率，波形調(diào)節(jié)模塊120使種子激光器311的工作信號(hào)的波形隨著重復(fù)頻率的變化而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，在此工作重復(fù)頻率下波形檢測(cè)模塊150實(shí)時(shí)地不斷地檢測(cè)激光器放大輸出的單脈沖能量有效利用率，波形調(diào)節(jié)模塊120使種子激光器311的工作信號(hào)的波形隨著波形檢測(cè)模塊150檢測(cè)到的單脈沖能量有效利用率的變化而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，借此使種子脈沖模塊310的脈沖進(jìn)入放大輸出模塊320，輸出的光脈沖形狀隨著檢測(cè)到的單脈沖能量有效利用率的變化而進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)，保證該脈沖光纖激光器1000實(shí)時(shí)地保持激光器預(yù)設(shè)S。值。
[0034]在上述高功率脈沖光纖激光器或?qū)嵤├?基礎(chǔ)上，光路組件300包括種子脈沖模塊