[实用新型]一种激光束耦合进光纤的快速检测系统

说明书

本申请公开了一种激光束耦合进光纤的快速检测系统，包括光束对准模块、光束质量检测模块和耦合测试模块，其优点在于，对光源光束质量和耦合光纤进行测试，并判断是否能进行高效耦合，自动搜寻且较快速地找到最佳的光纤耦合位置。

技术领域

本申请属于耦合系统领域，具体涉及一种激光束耦合进光纤的快速检测系统。

背景技术

使用光纤传输系统来传输大功率固体激光器的输出光束，极大地提高了激光加工系统的自动化程度和柔性。这使得大功率固体激光器在材料加工领域的应用进入了一个新的阶段。现有的自动耦合系统主要用于通信光源，此类技术主要使光纤光轴与激光轴线对齐，一般应用于毫瓦-瓦级的连续空间光进行自动耦合。该方法没有进行光源光束质量和光纤质量的检测，且只适用于较低功率的使用场景，若空间光光束质量发生变化或者聚焦光斑在调整过程中落在光纤纤芯区域以外，则有可能导致光纤端面的损坏。

实用新型内容

基于上述问题，本申请提供一种可以对光源光束质量和光纤进行测试，并判断是否能进行高效耦合的检测系统。其技术方案为，

一种激光束耦合进光纤的快速检测系统，包括光束对准模块、光束质量检测模块和耦合测试模块，所述光束对准模块包括光源、反射镜一、反射镜二、标靶一和标靶二，光源输出光束方向定义为X轴方向，所述反射镜一的法向与光源输出光束方向呈45°，标靶一的法向与激光束方向重合；所述反射镜一反射光束的方向定义为Y轴方向,所述反射镜二的法向与经反射镜一反射后的光束呈45°，标靶二的法向与经反射镜一反射后的光束重合；经反射镜二反射后的光束进入光束测量系统；所述光束质量检测模块包括激光二极管、准直镜头、反射镜三、滤光片和聚焦镜一，所述激光二极管与测试光纤连接，测试光纤另一端接到一个准直镜头上，光束通过反射镜三、滤光片、衰减器和聚焦镜一后进入光场分布探测器一；所述耦合测试模块包括反射镜四、反射镜五、聚焦镜二和光场分布的探测器二，所述反射镜三反射的光束依次进入反射镜四和反射镜五，经过反射镜五反射的光进入光吸收器，其透射的光经过聚焦镜二后进入被耦合光纤，利用光场分布探测器二探测从被耦合光纤中输出的光斑形状。

优选的，所述反射镜一与反射镜二沿Y轴方向平行安装，所述反射镜二位于反射镜一的反射光路上，所述反射镜一的法向与X轴的夹角为45度，所述反射镜二的法向与Y轴的夹角为45度；所述反射镜一和反射镜二均采用镀有高反射率膜的反射镜。

优选的，所述标靶一和标靶二上设有靶牌，所述靶牌上利用荧光粉标记十字刻线，当透射光照射到拥有十字划线的靶牌上时，靶牌上的荧光物质会发出光亮指示光斑的位置，当两个光斑分别落在标靶一和标靶二的中心时，即可判别光束已经对准。

优选的，所述反射镜三与反射镜二沿X轴方向平行安装，两者的法向与X轴夹角均为45度，且反射镜三在反射镜二的反射光路上，所述反射镜三与滤光片之间设有小孔光阑，光束通过小孔光阑滤去反射镜三折射产生的光斑和散射产生的荧光，通过电机来更换不同ND值的滤光片使光强在光场分布探测器一，例如光场分布探测器一的响应范围的线性区内，并确保不使其饱和。

优选的，所述反射镜四与反射镜三沿Y轴方向平行安装，两者的法向与Y轴的夹角均为45度，所述反射镜四在反射镜三的反射光路上，所述反射镜四与反射镜五沿X轴方向平行安装，且两者的法向与X轴的夹角均为45度，所述反射镜五在反射镜四的反射光路上。

优选的，所述的光场分布探测器一可采用电荷耦合元件(CCD)或CMOS相机，能够测量光束横截面上的光场分布。

有益效果

1.技术方案主要包括对光源光束质量和测试光纤进行测试，并判断是否能进行高效耦合，其次通过结合对输出光斑形貌和五点探测法，自动搜寻且较快速地找到最佳的光纤耦合位置。

2.缩短空间光-光纤的耦合时间，减少光纤端面损坏率，一般用于高功率激光耦合进光纤。

附图说明

图1为本申请原理图。