[发明专利]线偏振脉冲光纤激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工业加工的线偏振脉冲光纤激光加工装置，属于激光技术领域。

背景技术

随着相关技术的发展，激光加工技术作为现代工业高科技加工技术的代表，已经被广泛地应用于标记、切割、焊接、打孔、涂覆等工业领域。发展于上世纪90年代的光纤激光器，与传统的CO₂激光器和固体激光器相比，具有体积小、能耗低、光束质量高好、效率高、稳定性高、免维护等特点，正在逐步取代传统激光器在工业加工中的地位。其中，具有高重复频率、高峰值功率、高单脉冲能量的脉冲光纤激光器在激光微加工、激光标记、激光切割、激光焊接等方面备受关注。

然而，不稳定的种子源经过增益光纤放大会产生非信号光的高能量脉冲，不仅不利于加工应用，相反还会严重威胁包括种子源、泵浦源在内的甚至整个激光加工系统的安全。其次，在加工过程中，被工件表面反射的光的一部分会进入激光器，可能会损坏器件，甚至烧毁光纤。再者，目前受关键器件造价较高的限制，市场上的工业用脉冲光纤激光器的成本也很高，也限制了其应用的普及性。所以，需要具有高稳定性、高光束质量、加工中可防止反射光且造价成本低的脉冲光纤激光器。

发明内容

本发明鉴于上述问题点而做出，其目的在于提供一种稳定性高、成本低且具有防反射光功能的用于工业加工的线偏振脉冲光纤激光加工装置。

为了达到上述目的，本发明提供一种线偏振脉冲光纤激光加工装置，包括：线偏振固体激光器，用于产生线偏振脉冲激光；多个放大级单元，分别包括偏振相关隔离器、泵浦源、偏振相关合束器以及双包层保偏光纤，对由所述线偏振固体激光器输出的线偏振脉冲激光进行放大；以及依次配置在所述多个放大级单元的最终输出端一侧的偏振相关准直隔离器、偏振分光器和λ/4波片，使得从所述多个放大级单元输出的经放大的激光经过所述偏振相关准直隔离器、偏振分光器和λ/4波片之后照射在被加工件上，而且，由所述被加工物件反射而沿光轴返回的激光经过所述λ/4波片之后，其偏振方向变成与原偏振方向垂直，从而被所述偏振分光器向与光轴垂直的方向反射。

此外，优选的是，所述线偏振固体激光器包括依次配置的线偏振固体激光模块、扩束准直镜、聚焦透镜以及耦合输出光纤。

另外，优选的是，所述线偏振固体激光器的耦合输出光纤和所述多个放大级单元中的第一级放大单元的偏振相关隔离器的入纤通过拉锥法熔接以实现模场匹配。

再者，优选的是，所述多个放大级单元之间采用模场匹配的光纤端面熔接。

另外，优选的是，所述多个放大级单元中的前一个放大级单元的偏振相关合束器和后一个放大级单元的偏振相关合束器的泵浦输入端，根据所需要的泵浦总功率增加入纤数量或者提高单臂泵浦功率。

根据如上所述的本发明，可实现稳定性高、成本低且带有防反射功能的用于工业加工的线偏振脉冲光纤激光加工装置。

附图说明

图1是表示本发明涉及的用于工业加工的线偏振脉冲光纤激光加工装置整体结构的图。

图2是表示上述线偏振脉冲光纤激光加工装置中的线偏振固体激光器1的内部结构的图。

附图标记说明：

1、线偏振固体激光器，              2、预放大级偏振相关隔离器，

3、预放大级泵浦源，        4、预放大级偏振相关合束器，

5、预放大级双包层保偏光纤，6、主放大级偏振相关隔离器，

7、主放大级泵浦源，        8、主放大级偏振相关合束器，

9、主放大级双包层保偏光纤，10、偏振相关准直隔离器，

11、偏振分光器，           12、λ/4波片，

13、光吸收体，             14、被加工件，

15、线偏振固体激光模块，   16、扩束准直镜，

17、聚焦透镜，             18、耦合输出光纤。

具体实施方式

下面，结合图1、图2详细说明本发明的具体实施方式。

图1是表示本发明涉及的用于工业加工的线偏振脉冲光纤激光加工装置的整体结构的图，图2是表示上述线偏振脉冲光纤激光加工装置中的线偏振固体激光器1的内部结构的图。