[发明专利]激光耦合系统和控制方法、光纤固定装置及激光系统

说明书

本申请涉及一种激光耦合系统、激光耦合控制方法、光纤固定装置及激光系统；所述激光耦合系统包括：光纤固定装置、反馈检测系统以及控制系统；其中光纤固定装置设于激光器与光子晶体光纤的耦合位置处，反馈检测系统设于激光系统的出射端位置处，控制系统分别连接光纤固定装置和反馈检测系统；反馈检测系统从激光系统的主光路中导出一路支路激光脉冲并检测支路激光脉冲的光学参数；控制系统根据光学参数计算调整光子晶体光纤位置的控制参数，并根据控制参数控制光纤固定装置以调整光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，使得光学参数达到目标值；该技术方案，能够自适应地调整光子晶体光纤的耦合位置，提高耦合效率，提升激光器与光纤的耦合稳定性。

技术领域

本申请涉及激光技术领域，特别是一种激光耦合系统、激光耦合控制方法、光纤固定装置及激光系统。

背景技术

在激光技术领域中，泵浦激光穿过特殊光波导介质时，因非线性效应引起入射激光束的光谱展宽，从而输出宽光谱激光束，称为超连续谱；具备高能量输出及高频谱展宽特性的超连续谱适用于光学测量、光脉冲压缩及生物医学成像等领域；利用光子晶体光纤具有高非线性和灵活的色散特性等特点，可以产生精准可控的超连续谱。

常见基于光子晶体光纤产生超连续谱的技术，一般是利用光子晶体光纤高非线性和灵活的色散特性等特点来产生超连续谱，但是由于超连续谱难以实现稳定输出和好的光谱相干性，输出功率在时域上容易出现不稳定的情况。

激光从空气空间耦合至光子晶体光纤过程中，激光束在空气中传输会存在光强闪烁、相位起伏、到达角起伏、光束漂移等现象，会导致聚焦后的光斑在光纤端面晃动，激光束与光纤输入端的中心轴向难以保持稳定一致，由于轴向差异会导致激光输出功率在时域上的不稳定、转换效率低等问题，而元器件长期存在局部过度热效应及光损伤则会引发测量偏差、器件损毁等问题；另外，气溶胶、颗粒沉降物分布等环境因素，也会降低耦合效率，影响持续稳定性。

综上所述，在激光器耦合到光纤技术上，依然存在亟待解决的光纤输出端功率低、元器件受损害风险等问题，以及耦合效率低、持续稳定性低等缺陷。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题的至少之一，提供一种激光耦合系统、激光耦合控制方法、光纤固定装置及激光系统，提高激光耦合效率和稳定性。

一种激光耦合系统，包括：光纤固定装置、反馈检测系统以及控制系统；其中，所述光纤固定装置设于激光器与光子晶体光纤的耦合位置处，所述反馈检测系统设于激光系统的出射端位置处，所述控制系统分别连接所述光纤固定装置和反馈检测系统；

所述反馈检测系统从激光系统的主光路中导出一路支路激光脉冲并检测所述支路激光脉冲的光学参数；

所述控制系统根据所述光学参数计算调整所述光子晶体光纤位置的控制参数，并根据所述控制参数控制光纤固定装置以调整所述光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，使得所述光学参数达到目标值。

在一个实施例中，所述反馈检测系统包括：设于主光路上的玻璃片，以及设于所述玻璃片反射支路上的衰减片和光电二极管；其中，所述玻璃片从主光路的激光脉冲中提取出一路支路激光脉冲，所述衰减片对所述支路激光脉冲进行衰减后送入所述光电二极管检测激光光束的实时功率值，并将所述实时功率值输出至所述控制系统。

在一个实施例中，所述反馈检测系统包括：设于主光路上的玻璃片，以及设于所述玻璃片反射支路上的衰减片和光谱分析仪；其中，所述玻璃片从主光路的激光脉冲中提取出一路支路激光脉冲，所述衰减片对所述支路激光脉冲进行衰减后送入所述光谱分析仪检测激光光束的光谱参数，并将所述光谱参数输出至所述控制系统。

在一个实施例中，所述光纤固定装置，包括：用于固定光子晶体光纤的光纤卡盘，安装所述光纤卡盘的光纤固定架；

所述光纤卡盘内置于光纤固定架的卡盘槽上；