[发明专利]脉冲同步合成准连续光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种脉冲同步合成准连续光纤激光器。

背景技术

高功率全光纤激光器由于其光束质量好、集成度高、转换效率高等诸多的优异特性，近年来在工业加工、国防军事、医疗、3D打印等领域的应用越来越广泛。准连续光纤激光器已经广泛应用于工业打孔，焊接等领域，其相比于在该领域应用已久的传统灯泵YAG激光具有更高的电光转换效率、更高的光束质量、更少的维护成本。高功率准连续光纤激光器是现有的灯泵YAG激光器的完美替代品。因此、高功率准连续光纤激光器是点焊、缝焊和钻孔等需要长脉宽、高峰值功率的工业应用的理想选择。此外高功率准连续光纤激光器在激光去除、划线、精密加工、激光增材制造等领域也表现出优异性能。

但是受限于光纤光栅器件耐受能力，半导体激光器可承受的调制能力以及自身的输出功率水平，谐振腔可注入的泵浦功率，泵浦亮度等诸多因素限制，目前单个准连续光纤激光器产品的输出平均功率限制在百瓦量级。但是随着应用需求的增加，对准连续光纤激光器的技术指标要求也越来越高，尤其在对其平均功率提出了较高的要求，如对于较厚高反材料的加工应用，需要更高的平均功率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种脉冲同步合成准连续光纤激光器。

(二)技术方案

本发明提供了一种脉冲同步合成准连续光纤激光器，包括激光驱动调制电源、多台光纤激光器以及合束器，所述激光驱动调制电源对多台光纤激光器进行同步准连续调制；所述多台光纤激光器参数一致且与激光驱动调制电源并行连接，经所述同步准连续调制而输出准连续脉冲激光；所述合束器将多台光纤激光器的准连续脉冲激光合束输出。

优选地，每台光纤激光器包括多个半导体激光器、泵浦合束器、谐振腔和包层光滤除器；所述多个半导体激光器串行连接且参数一致，半导体激光器的输出端连接至泵浦合束器，泵浦合束器连接谐振腔，谐振腔连接包层光滤除器，包层光滤除器的输出端连接合束器的泵浦臂；多台光纤激光器的半导体激光器、泵浦合束器、谐振腔和包层光滤除器的参数一致；所述激光驱动调制电源开启，其对多个半导体激光器进行同步准连续调制，半导体激光器同步输出准连续脉冲泵浦光，准连续脉冲泵浦光由泵浦合束器合束后导入谐振腔，准连续脉冲泵浦光在谐振腔中振荡形成准连续脉冲激光并输出至包层光滤除器，经包层光滤除器滤除包层光后输入合束器的泵浦臂，合束器将准连续脉冲激光合束并由其输出端输出。

优选地，所述谐振腔包括依次连接的高反光纤光栅、增益光纤和低反光纤光栅；多台光纤激光器的高反光纤光栅、增益光纤和低反光纤光栅的参数一致。

优选地，相邻两个半导体激光器的电极相互连接。

优选地，相对于单台光纤激光器输出的准连续脉冲激光，合束器输出端输出的准连续脉冲激光的脉冲重复频率不增加，平均功率和峰值功率成倍提高。

优选地，所述激光驱动调制电源关闭，半导体激光器输出连续泵浦光，连续泵浦光经泵浦合束器进入谐振腔，连续泵浦光在谐振腔中振荡形成连续激光，并经包层光滤除器滤除包层光后输入合束器，合束器将连续激光合束输出。

优选地，所述半导体激光器内部为单管耦合，带尾纤输出，额定功率不低于75W。

优选地，所述激光驱动调制电源的输出信号脉冲长度0.01～100ms，调制频率100～500000Hz，工作在准连续状态。

优选地，所述合束器为N×1型合束器，N为光纤激光器的台数，N≥3。

优选地，所述泵浦合束器为M×1型合束器，M为每台光纤激光器中的半导体激光器个数。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明的脉冲同步合成准连续光纤激光器具有以下有益效果：

(1)将多台输出参数一致的光纤激光器进行脉冲同步合成，其生成的准连续脉冲激光重复频率不变，平均功率和峰值功率得到有效提升，并且不会明显恶化光束质量，可以应用到工业切割、焊接、打孔等领域，易于实行商业化生产，且维护成本低。

(2)可以实现准连续脉冲激光和连续激光的输出，具备两种工作模式，通过开关激光驱动调制电源即可实现两种模式第切换，应用面广，一机两用，方便快捷。

附图说明

图1为根据本发明实施例的脉冲同步合成准连续光纤激光器的结构示意图。

【符号洗明】

01-激光驱动调制电源；10、20、30-光纤激光器；40-合束器；50-输出端；