[实用新型]一种模式匹配隔离器和光纤激光器

说明书

本实用新型实施例公开了一种模式匹配隔离器和光纤激光器，所述模式匹配隔离器包括：输入光单元，用于输入激光束；准直单元，用于将所述输入激光束变成准直光束；隔离单元，用于隔离返回光束；聚焦单元，用于将所述准直光束聚焦于所述输出光单元；输出光单元，用于输出激光束。本实用新型实施例通过在输入光单元之间设置准直单元、隔离单元和聚焦单元，通过准直单元将输入的激光束变成准直光束，准直光束经过隔离单元和聚焦单元，通过聚焦单元聚焦于输出光单元输出。以此实现了输入输出光的模式匹配，从而实现了同时具有模式匹配和隔离功能的模式匹配隔离器，可以减小光纤激光器中的熔点，提高光纤激光器的抗损伤能力。

技术领域

本实用新型实施例涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种模式匹配隔离器和光纤激光器。

背景技术

光纤激光器由于光束质量好、结构紧凑、工作稳定，在焊接、材料加工等领域得到了越来越广泛的应用。目前，常使用多级放大光路技术加大光纤激光器的功率，并在各级中增加隔离器，隔断从输出端的返回光，避免返回光损伤光纤激光器的光路。使用模式匹配器，连接不同纤芯大小的光纤，降低纤芯不匹配导致的泄露。但是随着激光器功率越来越高，隔离器、模式匹配器等产生的熔接点会损伤激光器的能量，这些损失的能量最终可能会变成激光器内部的一些聚集热点，一旦处理不当，就会引起光纤激光器过热着火，最终导致光纤激光器损坏。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种能提高光纤激光器抗损伤能力的模式匹配隔离器和光纤激光器。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种模式匹配隔离器，所述模式匹配隔离器包括依次连接的输入光单元、准直单元、隔离单元、聚焦单元和输出光单元；

输入光单元，用于输入激光束；

准直单元，用于将所述输入激光束变成准直光束；

隔离单元，用于隔离返回光束；

聚焦单元，用于将所述准直光束聚焦于所述输出光单元；

输出光单元，用于输出激光束。

可选的，所述准直单元包括准直透镜；

所述隔离单元包括法拉第组件；

所述聚焦单元包括聚焦透镜。

可选的，所述输出光单元包括依次相连的第二扩束单元和输出光纤，所述第二扩束单元的输入端连接所述聚焦单元的输出端。

可选的，所述输入光单元包括依次相连的输入光纤和第一扩束单元，所述第一扩束单元的输出端连接所述准直单元的输入端。

可选的，所述输入光单元包括依次相连的输入光纤束、合束单元和第一扩束单元，所述第一扩束单元的输出端连接所述准直单元的输入端。

可选的，所述准直透镜和所述聚焦透镜的焦距满足：

D2≤D1*f2/f1，其中，f1表示所述准直透镜的焦距，f2表示所述聚焦透镜的焦距，D1表示输入光纤的模场直径，D2表示输出光纤的模场直径；

输入光纤模场直径D1和输出光纤模场直径D2满足：

D1*NA1<D2*NA2，其中，NA1为输入光纤的数值孔径，NA2为输出光纤的数值孔径。

可选的，所述准直透镜和所述聚焦透镜的焦距满足：

D2≤D1*f2/f1，其中，f1表示所述准直透镜的焦距，f2表示所述聚焦透镜的焦距，D1表示合束单元的等效模场直径，D2表示输出光纤的模场直径；

合束单元等效模场直径D1和输出光纤模场直径D2满足：