[实用新型]一种基于高功率光纤激光器阵列的非相干激光组束装置

说明书

本实用新型涉及一种基于高功率光纤激光器阵列的非相干激光组束装置，包括：光纤激光器阵列、光纤头阵列、透镜、第一光栅、第二光栅、平面镜和输出耦合镜，其中，光纤激光器阵列包括若干并列排布的光纤激光器，每个光纤激光器包括依次连接的第一放大模块、第二放大模块和第三放大模块。该激光组束装置通过采用三级放大的光纤激光器阵列，有效提高了光纤激光器阵列的输出功率，提高了光纤激光器阵列的输出光束质量，从而提高了光纤激光组束装置的组束功率，进而提高了光纤激光组束装置的输出功率和光束质量。

技术领域

本实用新型属于光纤和激光技术领域，具体涉及一种基于高功率光纤激光器阵列的非相干激光组束装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，光纤激光器已广泛应用于人们的日常生活以及工作中，为人们的生活带来了极大的便利。光纤激光器在效率、体积、寿命以及集成化等方面具有显著的优点，在工业以及军事等领域有着很大的应用前景。

激光组束是目前国际上激光技术领域的研究热点，其目的是将多束激光组合成一束输出，是大幅提升激光输出功率和亮度的有效手段。利用组束技术对光纤激光器阵列的输出进行合成，未来可获得几十至几百kW的输出功率，将其作为激光系统的光源，可大大增加激光系统的紧凑性和灵活性，增大激光系统的实用性。

然而，目前的光纤激光组束的输出功率低、稳定性差，无法满足实用性的要求。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于高功率光纤激光器阵列的非相干激光组束装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型实施例提供了一种基于高功率光纤激光器阵列的非相干激光组束装置，包括：光纤激光器阵列、光纤头阵列、透镜、第一光栅、第二光栅、平面镜和输出耦合镜，其中，

所述光纤激光器阵列包括若干并列排布的光纤激光器，每个所述光纤激光器包括依次连接的第一放大模块、第二放大模块和第三放大模块；

所述光纤激光器阵列通过光纤与所述光纤头阵列一一对应连接，且所述光纤头阵列设置在所述透镜的前焦平面上；

所述第一光栅设置在所述透镜的后焦点之前，所述平面镜设置在所述第一光栅上且与所述第一光栅之间相交，所述第二光栅与所述第一光栅之间呈交叉状态且所述第二光栅设置在所述平面镜的反射面一侧；

所述输出耦合镜设置在所述平面镜的反射光路和所述第二光栅的衍射光路上。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一放大模块、所述第二放大模块和所述第三放大模块均包括双向泵浦激光器。

在本实用新型的一个实施例中，所述光纤头阵列由多根单模光纤排列构成，多根所述单模光纤彼此相邻且呈二维分布。

在本实用新型的一个实施例中，多根所述单模光纤呈圆盘分布并且相互紧靠。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一光栅和所述第二光栅的结构相同，所述第一光栅和所述第二光栅的光栅周期均为2～5μm，光栅频率均为200mm^-1～400mm^-1，光栅厚度均为2～4mm。

在本实用新型的一个实施例中，每个所述光纤激光器还包括第一分束器、第一反射器、第二分束器、第二反射器、第三分束器和第三反射器，其中，

所述第一分束器和所述第一反射器设置在所述第一放大模块和所述第二放大模块之间，所述第一分束器的第一输出端连接所述第二放大模块的输入端，所述第一分束器的第二输出端连接所述第一反射器的输入端；

所述第二分束器和所述第二反射器设置在所述第二放大模块和所述第三放大模块之间，所述第二分束器的第三输出端连接所述第三放大模块的输入端，所述第二分束器的第四输出端连接所述第二反射器的输入端；