[发明专利]光纤激光器及激光控制方法

权利要求书

1.一种光纤激光器，其特征在于，包括N1个泵浦光激光模块、N2个辅助光激光模块用于产生辅助激光，正向(N1+N2)+1光纤泵浦合束器、光纤增益腔、输出光纤，正向(N1+N2)+1光纤泵浦合束器用于将N1个泵浦光激光模块与N2个辅助光激光模块输出的激光合束，光纤增益腔用于吸收由正向(N1+N2)+1光纤泵浦合束器传输来的泵浦光激光模块输出的泵浦激光，进行吸收增益放大，产生光纤激光；辅助激光不经过光纤增益腔吸收；输出光纤用于输出激光器产生的激光，N1为大于等于1的正整数，N2为大于等于1的正整数。

2.如权利要求1所述的光纤激光器，具有激光器控制系统可以控制激光器输出三种模式，模式1为双波长复合光斑，模式2为单波长高密度小光斑，模式3为单波长低密度大光斑。

3.如权利要求2所述的光纤激光器，模式1的双波长复合光斑为光纤增益腔增益放大的光纤激光光束叠加辅助激光模块发出的辅助光束，模式2的单波长高密度小光斑为光纤增益腔增益放大的光纤激光光束，模式3的单波长低密度大光斑为辅助激光模块发出的辅助光束。

4.如权利要求1所述的光纤激光器，激光器还包括准直镜组，在准直聚焦镜组的两个透镜之间的辅助激光分为与光纤激光位置重叠的第一辅助光场区域和外围的第二辅助光场区域，在准直聚焦镜组的两个透镜中间加入衍射光学元件相位板，衍射光学元件相位板为集成纳米结构周期阵列的相位板，衍射光学元件相位板上设置与光轴垂直的纳米结构周期阵列面，衍射光学元件相位板位于中部的与光纤激光光束对应的中心区域不设置纳米结构周期阵列或是中空结构，在周围的纳米结构周期阵列用于将外围第二辅助光场区域的辅助光场的光强分布转化为符合0阶贝塞尔函数的光强分布。

5.如权利要求1所述的光纤激光器，泵浦光激光模块为半导体激光器,辅助激光模块为可见光半导体激光器,泵浦光半导体激光模块由N1个976nm半导体激光模块组成，激光器系统中采用的正向(N1+N2)+1光纤泵浦合束器、光纤增益腔、光纤输出光缆的包层NA设计为0.22，光纤增益腔由一对光纤光栅与掺镱光纤组成,光纤增益腔中,采用20m增益光纤，光纤激光模块中采用的有源光纤是Er、Th、Ho、掺杂光纤中的一种或是多种的组合。

6.如权利要求1所述的光纤激光器，N1为大于1的正整数，N2为大于1的正整数。

7.如权利要求1所述的光纤激光器，激光器为输出中通过非线性光学晶体和/或拉曼光纤频移的光纤激光器。

8.如权利要求2所述的光纤激光器，激光器控制系统由系统硬件与控制软件组成,其中控制系统软件由两个各自独立控制系统组成——控制976nm半导体激光模块的主光束控制系统与控制可见光波长半导体激光模块的辅助光束控制系统，通过两种光束控制系统的配合实现三种不同激光光束的能量强度、工作时间、脉冲频率等输出方式的多种搭配。

9.一种光纤激光器的控制方法，包括权利要求2的光纤激光器，在一个激光加工输出时间内具有多个输出时间子周期T，每个输出时间子周期T的激光输出模式一致，但在一个单独的输出时间子周期T内，分为三个时间区间，第一时间区间内选择模式3输出，第二时间区间内选择模式1输出，第三时间区间内选择模式2输出，第三时间区间的时间不为0，第一时间区间和第二时间区间的至少一者的时间不为零。

10.一种光纤激光器的控制方法，包括权利要求2的光纤激光器，

步骤1，在准直聚焦镜组的两个透镜之间设置用于检测光强分布的CCD结构；

步骤2，分别控制每一束可见光波长半导体激光模块进行独立打开，激光功率均采用设定功率Pr，分别独立采集N2个可见光波长半导体激光模块在此CCD位置的输出光场光强图像；

步骤3，设定各个激光器功率为一个独立的调整系数e(n)乘以Pr，计算得到此时最终的光强分布图像A总；

步骤4，每个调整系数e(n)的取值范围设为0.8-1.2，取模拟步长为0.001，模拟计算各个调整系数e(n)不同取值时的图像A总的光强不均匀度Ma；

步骤5，计算得到Ma取值最小时的各个调整系数e(n)的取值；

步骤6，在采用模式1激光输出时，控制各个可见光半导体激光器的功率为e(n)*Pr。