[发明专利]可见光指示侧面耦合的光纤激光器

说明书

本发明提出一种可见光指示侧面耦合的光纤激光器，采用可见光侧边耦合的方式，在输出器件QBH之前，将各种颜色可见光通过侧边耦合的方式耦合进光纤激光器的传输光纤的内包层中，而不是直接将可见光耦合进主光路的纤芯中；通过对光纤激光器进行可见光侧边耦合，不仅可以耦合各种波长的可见光(红光、绿光等)；在符合原则的情况下，对光纤型号没有严格的要求，使结构设计更灵活；同时由于传输距离的减少，大大减少了指示光的损耗，能够精确定位激光光斑位置；另外，能够有效保护可见光激光器被反射回来的激光打坏，延长可见光激光器的使用寿命。

技术领域

本发明涉及激光技术和光纤技术领域，具体是涉及一种可见光指示侧面耦合的光纤激光器。

背景技术

众所周知光纤激光器由于其独特的一体化集成、光束质量好、性能稳定、效率高、散热面积大、寿命长和易于量产等特点，受到了广大工业用户的广泛关注和欢迎，光纤激光器特别是脉冲光纤激光器取得了突飞猛进的发展和普及，在消费电子、新能源、生物医疗、激光微加工等领域获得了广泛的应用。

光纤激光器的光路由全光纤结构组成，参见图1，主光路结构通常包括由半导体激光器充当的泵浦源1，由光纤布拉格光栅3,5组成的谐振腔，由纤芯掺杂稀土离子的双包层光纤充当的增益介质4，泵浦源(PUMP LD)1通过泵浦合束器2，将泵浦光耦合进增益介质4(掺杂稀土离子的双包层增益光纤)中的内包层，为增益光纤提供能量，实现粒子数反转，在纤芯产生信号光；光纤激光器输出波长的高反射率、低透过率的光纤布拉格光栅3(简称为高反光栅)和低反射率、高透过率的光纤布拉格光栅5(简称为低反光栅)构成了谐振腔，使得光栅选定的特定波长的信号光(激光)能够在谐振腔内振荡放大；从低反光栅5输出的特定波长的激光经过剥模器6，剥除泵浦光，然后特定波长的信号光从输出器件QBH11输出，即光纤激光器输出激光的过程。一般情况下，光纤激光器的输出光纤8(连接输出器件QBH的光纤)和主光路的传输光纤7是不同的，输出光纤8比传输光纤7的纤芯和内包层的尺寸更大。传统情况下，为了减少传输的损耗，都会接一个模场适配器MFA15，以减少由于光纤型号改变而带来的较大损耗。

可见光指示是指利用可见光波段(比如现在普遍使用的红光)的可见光激光器13尾纤耦合进光纤激光器的纤芯中，模拟光纤激光器传输激光的传播路径，最后从激光输出器件QBH输出。可见光指示用于确定光纤激光器输出激光的光斑位置，以实现精确打标、切割定位等应用。在未开激光的情况下，首先打开可见光激光器确定光斑的位置。由于可见光激光器的功率很小，只有几十毫瓦，颜色清晰可分辨，相比起几十、几百、几千、上万瓦的且不可见的激光，具有极大的安全性和指示性。可见光指示还可以快速检查出整段光路的光纤上哪里有断路、损伤，方便激光器的维修保养。因此，可见光指示对于全光纤激光器有着重要作用。

传统结构的可见光指示为可见光同轴指示，参见图1，以红光指示为例，红光激光器13的尾纤经高反保护光栅12后与泵浦合束器的中心臂熔接，将红光激光器输出的红光耦合进主光路传输光纤的纤芯中，经过整个光路系统，最后从输出器件QBH输出。在将红光激光器的尾纤与(N+1)x1泵浦合束器的信号纤(中心臂)熔接时，要求红光激光器的尾纤型号与泵浦合束器的中心臂型号严格匹配，即两者必须完全匹配，才能将红光耦合进主光路传输光纤中，这就导致搭建光纤激光器的结构不够灵活，必须考虑光纤匹配的问题，或需要定制器件，大大增加了时间和成本。如果两者不能完全匹配，将会造成红光不必要的泄露，使输出的指示光减弱甚至不可见。