一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)，其包括順序設(shè)置的種子源、預(yù)放大級(jí)與功率放大級(jí)，所述預(yù)放大級(jí)以及所述功率放大級(jí)之間，還設(shè)置波分復(fù)用裝置；所述波分復(fù)用裝置的輸入端還連接一激光二極管，用于輸出預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光。采用上述方案，本實(shí)用新型采用在預(yù)放大級(jí)以及功率放大級(jí)之間設(shè)置波分復(fù)用裝置，在波分復(fù)用裝置的輸入端輸入預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光，例如，解決了紅外光光纖系統(tǒng)中引入可見(jiàn)紅光的問(wèn)題，降低紅光在光纖系統(tǒng)中損耗，并與紅外光同軸輸出，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光輸出系統(tǒng)，尤其涉及的是，一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]激光加工系統(tǒng)中，通常采用非可見(jiàn)光進(jìn)行加工，因此需要有可見(jiàn)的引導(dǎo)光輔助校準(zhǔn)。
[0003]例如，激光輸出系統(tǒng)與方法03102424.6公開(kāi)了一種多模光纖排和棱鏡耦合雙包層光纖器件及其耦合方法，屬于激光耦合【技術(shù)領(lǐng)域】。為了克服在高功率泵浦時(shí)泵浦機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)的困難，該實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)新穎的器件及其耦合方法。一是多根多模光纖波導(dǎo)緊密排列，一端固定成排后研磨拋光為受光面，與光軸成一角度，與雙包層光纖光學(xué)接觸，將泵光稱合入雙包層光纖中。二是棱鏡波導(dǎo)稱合，泵浦光注入棱鏡波導(dǎo)入射面，直接耦合入雙包層光纖內(nèi)包層中。可同時(shí)多點(diǎn)泵浦，并能進(jìn)行高泵浦功率的耦合。能實(shí)現(xiàn)雙包層光纖的邊泵浦、陣列高功率半導(dǎo)體激光器對(duì)雙包層光纖的同時(shí)多點(diǎn)泵浦、多種結(jié)構(gòu)大功率的雙包層光纖激光器、高增益放大器和超熒光光源。
[0004]一般加入可見(jiàn)引導(dǎo)光的方法是在激光輸出的光路中利用棱鏡耦合進(jìn)一束紅光。
[0005]但是，在激光輸出的光路中耦合進(jìn)紅光，會(huì)加大原光束的損耗，并且需要對(duì)紅光做校準(zhǔn)，降低了工作效率，增加了實(shí)現(xiàn)難度。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新的主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)，解決了非可見(jiàn)光的激光輸出系統(tǒng)中引入可見(jiàn)光的問(wèn)題，例如，解決紅外光光纖系統(tǒng)中引入可見(jiàn)紅光的問(wèn)題，降低紅光在光纖系統(tǒng)中損耗，并與紅外光同軸輸出。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng),其包括順序設(shè)置的種子源、預(yù)放大級(jí)與功率放大級(jí)，其中，所述預(yù)放大級(jí)以及所述功率放大級(jí)之間，還設(shè)置波分復(fù)用裝置；所述波分復(fù)用裝置的輸入端還連接一激光二極管，用于輸出預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光。
[0009]優(yōu)選的，所述預(yù)放大級(jí)順序設(shè)置第一隔離器、前置放大器以及第二隔離器。
[0010]優(yōu)選的,所述功率放大級(jí)設(shè)置功率放大器。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述功率放大級(jí)中，所述功率放大器之后，還設(shè)置第三隔離器。
[0012]優(yōu)選的，所述激光二極管為輸出640nm激光的激光二極管。
[0013]優(yōu)選的，所述第三隔離器內(nèi)部設(shè)置640nm增透膜層。
[0014]優(yōu)選的，所述增透膜層為鍍膜層。
[0015]優(yōu)選的，所述功率放大級(jí)所輸出的放大激光，與所述激光二極管所輸出的預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光同軸輸出。
[0016]優(yōu)選的，所述預(yù)放大器設(shè)置第一隔離器以及前置放大器。
[0017]優(yōu)選的，所述預(yù)放大級(jí)與所述功率放大級(jí)之間熔接設(shè)置所述波分復(fù)用裝置。
[0018]優(yōu)選的，所述預(yù)放大級(jí)與所述功率放大級(jí)之間的光纖采用單模光纖。
[0019]采用上述方案，本實(shí)用新型采用在預(yù)放大級(jí)以及功率放大級(jí)之間設(shè)置波分復(fù)用裝置，在波分復(fù)用裝置的輸入端輸入預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光，解決了紅外光光纖系統(tǒng)中引入可見(jiàn)紅光的問(wèn)題，降低紅光在光纖系統(tǒng)中損耗，并與紅外光同軸輸出，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]為了便于理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。本說(shuō)明書及其附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本說(shuō)明書所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0022]需要說(shuō)明的是，當(dāng)某一元件固定于另一個(gè)元件，包括將該元件直接固定于該另一個(gè)元件,或者將該元件通過(guò)至少一個(gè)居中的其它元件固定于該另一個(gè)元件。當(dāng)一個(gè)元件連接另一個(gè)元件，包括將該元件直接連接到該另一個(gè)元件，或者將該元件通過(guò)至少一個(gè)居中的其它元件連接到該另一個(gè)元件。
[0023]本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例適用于主控振蕩器的功率放大器(MOPA，MasterOscillator Power-AmpIifier)激光器，或者稱為MOPA激光輸出系統(tǒng)等。
[0024]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例是，一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)，其包括預(yù)放大級(jí)與功率放大級(jí)，其中，所述預(yù)放大級(jí)以及所述功率放大級(jí)之間，還設(shè)置波分復(fù)用裝置；WDM (Wavelength Divis1n Multiplexing,波分復(fù)用)是利用多個(gè)激光器在單條光纖上同時(shí)發(fā)送多束不同波長(zhǎng)激光的技術(shù)。每個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)(文本、語(yǔ)音、視頻等)調(diào)制后都在它獨(dú)有的色帶內(nèi)傳輸。WDM能使電話公司和其他運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)設(shè)施容量大增。制造商已推出了 WDM系統(tǒng)，也叫DWDM (密集波分復(fù)用)系統(tǒng)。DWDM可以支持150多束不同波長(zhǎng)的光波同時(shí)傳輸，每束光波最高達(dá)到lOGb/s的數(shù)據(jù)傳輸率。這種系統(tǒng)能在一條比頭發(fā)絲還細(xì)的光纜上提供超過(guò)lTb/s的數(shù)據(jù)傳輸率。需要說(shuō)明的是，預(yù)放大級(jí)、功率放大級(jí)以及波分復(fù)用裝置等的控制方法，均屬現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型是將波分復(fù)用裝置應(yīng)用于預(yù)放大級(jí)、功率放大級(jí)之間，目的是保護(hù)這種結(jié)構(gòu)，不涉及相關(guān)的控制方法。
[0025]所述波分復(fù)用裝置的輸入端還連接一激光二極管，用于輸出預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光。例如，采用640nm LD輸出波長(zhǎng)為640nm的可見(jiàn)引導(dǎo)激光，LD就是所謂的激光二極管，在半導(dǎo)體激光器中起泵浦作用的。同時(shí)它也是一種激光器可發(fā)出激光。如圖1所示，在MOPA型激光器中，預(yù)放大級(jí)與功率放大級(jí)之間，設(shè)置一波分復(fù)用及輸出引導(dǎo)激光的激光二極管。
[0026]優(yōu)選的，預(yù)放大級(jí)與功率放大級(jí)之間的光纖采用單模光纖，優(yōu)選的，預(yù)放大級(jí)與功率放大級(jí)之間熔接設(shè)置所述波分復(fù)用裝置；這樣，在此熔接加入WDM，WDM對(duì)原光路幾乎不會(huì)增加插損，經(jīng)測(cè)試損耗低于0.3dB,并可以使得640nm的紅光在此耦合進(jìn)入光路，解決了紅外光光纖系統(tǒng)中引入可見(jiàn)紅光的問(wèn)題。優(yōu)選的，考慮到光路最后的輸出隔離器對(duì)紅光會(huì)產(chǎn)生很大損耗，因此應(yīng)對(duì)其作針對(duì)性改良，例如，在隔離器內(nèi)部增加鍍膜層，使其對(duì)640nm增透，降低紅光插損。
[0027]優(yōu)選的，所述預(yù)放大級(jí)順序設(shè)置第一隔離器、前置放大器以及第二隔離器。優(yōu)選的，所述功率放大級(jí)設(shè)置功率放大器。優(yōu)選的，所述功率放大級(jí)中，所述功率放大器之后，還設(shè)置第三隔離器。由于半導(dǎo)體激光器及光放大器等對(duì)來(lái)自連接器、熔接點(diǎn)、濾波器等的反射光非常敏感，并導(dǎo)致性能惡化，因此需要用光隔離器阻止反射光。光隔離器只允許光沿一個(gè)方向通過(guò)而在相反方向阻擋光通過(guò)，通過(guò)光纖回波反射的光能夠被光隔離器很好的隔離，隔離度代表了光隔離器對(duì)回波隔離(阻擋)能力。如圖1所示，一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)，其包括順序設(shè)置的第一隔離器、前置放大器、第二隔離器、波分復(fù)用裝置、功率放大器以及第三隔離器，所述波分復(fù)用裝置的輸入端還連接一激光二極管，其輸出預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光作為可見(jiàn)引導(dǎo)光，輸入到所述波分復(fù)用裝置。優(yōu)選的，所述可見(jiàn)引導(dǎo)光與所述放大激光同軸輸出。
[0028]優(yōu)選的，所述第一隔離器之前，還設(shè)置一種子源，其輸出種子激光到第一隔離器進(jìn)行隔離，經(jīng)過(guò)前置放大器進(jìn)行前置放大，通過(guò)第二隔離器進(jìn)行隔離，然后輸出到波分復(fù)用裝置。優(yōu)選的，所述第一隔離器設(shè)置安裝架，其中設(shè)置一個(gè)安裝位與兩個(gè)卡夾部，所述種子源放置于所述安裝位且通過(guò)兩個(gè)所述卡夾部夾持固定，這樣，易于安裝和拆卸，提高了生產(chǎn)效率。
[0029]例如，一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)，其包括順序設(shè)置的種子源激光器、第一隔離器、前置放大器、第二隔離器、功率放大器、準(zhǔn)直輸出隔離器，所述種子源激光器的激光順序經(jīng)過(guò)所述第一隔離器、所述前置放大器、所述第二隔離器、所述功率放大器、所述準(zhǔn)直輸出隔離器后輸出。
[0030]所述激光二極管輸出預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光，其中，所述預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光為可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍的激光，即可見(jiàn)激光。優(yōu)選的，所述激光二極管用于輸出640nm激光?；蛘撸鶕?jù)實(shí)際情況，所述激光二極管包括各種類型的激光二極管，輸出預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光。
[0031 ] 優(yōu)選的，所述第三隔離器內(nèi)部設(shè)置640nm增透膜層。優(yōu)選的，所述增透膜層鍍膜設(shè)置。例如，所述增透膜層為鍍膜層。優(yōu)選的，所述第三隔離器采用單極器件隔離器，以獲得較低的插入損耗。優(yōu)選的，所述第三隔離器與所述功率放大器共同固定設(shè)置于一輸出座，所述第三隔離器的輸出端固定安裝于一固定塊，所述固定塊滑動(dòng)設(shè)置于一橫軸導(dǎo)軌上，所述橫軸導(dǎo)軌滑動(dòng)設(shè)置于一縱軸導(dǎo)軌上，所述縱軸導(dǎo)軌固定設(shè)置于一工作臺(tái)，從而便于控制輸出激光以及加工設(shè)備。優(yōu)選的，所述橫軸導(dǎo)軌與所述縱軸導(dǎo)軌上分別設(shè)置輔助定位裝置，其用于連接外部的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)通過(guò)所述輔助定位裝置控制所述固定塊相對(duì)所述橫軸導(dǎo)軌與所述縱軸導(dǎo)軌的位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整所述第三隔離器輸出端的位置。
[0032]例如，預(yù)放大級(jí)設(shè)置預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路的至少兩種驅(qū)動(dòng)電流，分別對(duì)應(yīng)預(yù)放大級(jí)的至少兩種設(shè)置狀態(tài)，其中，所述驅(qū)動(dòng)電流包括待機(jī)電流與至少一工作電流，所述設(shè)置狀態(tài)對(duì)應(yīng)包括待機(jī)狀態(tài)與至少一工作狀態(tài)；優(yōu)選的，自動(dòng)預(yù)存若干種設(shè)置狀態(tài)以及驅(qū)動(dòng)電流，在接入時(shí)自動(dòng)預(yù)設(shè)置所述放大驅(qū)動(dòng)電路的至少兩種驅(qū)動(dòng)電流，分別對(duì)應(yīng)所述預(yù)放大級(jí)的至少兩種設(shè)置狀態(tài)，即通過(guò)控制所述預(yù)放大級(jí)的驅(qū)動(dòng)電流，調(diào)整其設(shè)置狀態(tài)；例如，所述預(yù)放大級(jí)為預(yù)放大級(jí)泵浦激光器；這樣可以在規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用中，增加工作效率。例如，預(yù)設(shè)置所述預(yù)放大級(jí)的兩種設(shè)置狀態(tài)，分別為待機(jī)狀態(tài)與工作狀態(tài)，待機(jī)狀態(tài)對(duì)應(yīng)所述預(yù)放大級(jí)的待機(jī)電流，工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)所述預(yù)放大級(jí)的工作電流，即，設(shè)置預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路的兩種驅(qū)動(dòng)電流，分別對(duì)應(yīng)預(yù)放大級(jí)的兩種設(shè)置狀態(tài)，其中，所述驅(qū)動(dòng)電流包括待機(jī)電流與工作電流，所述設(shè)置狀態(tài)對(duì)應(yīng)包括待機(jī)狀態(tài)與工作狀態(tài)。上例中，預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路輸出兩種驅(qū)動(dòng)電流，包括預(yù)放大級(jí)的待機(jī)電流與工作電流，對(duì)應(yīng)預(yù)放大級(jí)的待機(jī)狀態(tài)與工作狀態(tài)。又如，預(yù)設(shè)置所述預(yù)放大級(jí)的四種設(shè)置狀態(tài)，分別為待機(jī)狀態(tài)與第一工作狀態(tài)、第二工作狀態(tài)、第三工作狀態(tài)，待機(jī)狀態(tài)對(duì)應(yīng)所述預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路的待機(jī)電流，第一工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)所述預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路的第一工作電流，第二工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)所述預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路的第二工作電流，第三工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)所述預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路的第三工作電流；以此類推。這樣，可以分級(jí)設(shè)置預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流，以適應(yīng)不同的工作需求。優(yōu)選的，預(yù)設(shè)置所述預(yù)放大級(jí)的兩種設(shè)置狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)所述預(yù)放大驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流，其中，所述設(shè)置狀態(tài)包括待機(jī)狀態(tài)與工作狀態(tài)，所述驅(qū)動(dòng)電流對(duì)應(yīng)包括待機(jī)電流與工作電流。
[0033]這樣，在光路中設(shè)置WDM作為耦合進(jìn)紅光的位置并利用WDM進(jìn)行紅光耦合，還在最終隔離器進(jìn)行改良，大大降低了引導(dǎo)紅光的損耗，采用本實(shí)用新型各實(shí)施例，不用單獨(dú)作紅光光路校準(zhǔn)，可以與原光路同軸；不影響原光路輸出的功率；并且，現(xiàn)有技術(shù)在激光輸出外加入引導(dǎo)紅光時(shí)，會(huì)造成原光路約10%的損耗，而用本實(shí)用新型各實(shí)施例則基本上沒(méi)有這個(gè)損耗。
[0034]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的實(shí)施例還包括，上述各實(shí)施例的各技術(shù)特征，相互組合形成的主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)。
[0035]需要說(shuō)明的是，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例，均視為本實(shí)用新型說(shuō)明書記載的范圍；并且，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種主控振蕩器功率放大的激光輸出系統(tǒng)，其包括順序設(shè)置的種子源、預(yù)放大級(jí)與功率放大級(jí)，其特征在于，所述預(yù)放大級(jí)以及所述功率放大級(jí)之間，還設(shè)置波分復(fù)用裝置； 所述波分復(fù)用裝置的輸入端還連接一激光二極管，用于輸出預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)放大級(jí)順序設(shè)置預(yù)放大器以及第二隔離器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述功率放大級(jí)設(shè)置功率放大器以及第三隔離器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述激光二極管為輸出640nm激光的激光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述第三隔離器內(nèi)部設(shè)置640nm增透膜層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述增透膜層為鍍膜層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述功率放大級(jí)所輸出的放大激光，與所述激光二極管所輸出的預(yù)設(shè)波長(zhǎng)激光同軸輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)放大器設(shè)置第一隔離器以及前置放大器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)放大級(jí)與所述功率放大級(jí)之間熔接設(shè)置所述波分復(fù)用裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述激光輸出系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)放大級(jí)與所述功率放大級(jí)之間的光纖采用單模光纖。
【文檔編號(hào)】H01S3/00GK204045920SQ201420423969
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】朱江杰 申請(qǐng)人:深圳市杰普特電子技術(shù)有限公司