一种脉冲光纤激光器制造技术

本发明专利技术实施例提供一种脉冲光纤激光器，包括驱动控制单元、多个激光单元和合束器；驱动控制单元用于输出针对每一激光单元的脉冲驱动信号，以使得每一激光单元能够在对应的脉冲驱动信号的驱动下输出脉冲激光；其中，每一脉冲激光的频率和脉宽相同；驱动控制单元还用于基于每一激光单元输出的脉冲激光的相位差，调整脉冲驱动信号的延迟时间；合束器用于将每一脉冲激光合束为脉冲合束激光。本发明专利技术实施例提供的脉冲光纤激光器，实现了脉冲激光的平均功率、单脉冲能量和峰值功率的成倍增加，提高了千瓦级高功率脉冲激光的实用性，实现了脉冲激光的同步，使得多个激光单元输出的脉冲激光能够有效重叠，进一步提高了脉冲合束激光的功率。

A Pulsed Fiber Laser

The embodiment of the present invention provides a pulsed fiber laser, including a driving control unit, a plurality of laser units and a combiner; the driving control unit is used to output a pulse driving signal for each laser unit so that each laser unit can output a pulse laser driven by a corresponding pulse driving signal, in which the frequency and pulse width of each pulse laser are the same; The control unit is also used to adjust the delay time of the pulse driving signal based on the phase difference of the pulsed laser output from each laser unit, and the beam combiner is used to combine each laser pulse into a pulsed beam combiner. The pulsed fiber laser provided by the embodiment of the present invention realizes the multiplication of the average power, single pulse energy and peak power of the pulsed laser, improves the practicability of the kilowatt high power pulsed laser, realizes the synchronization of the pulsed laser, makes the pulsed laser output by multiple laser units effectively overlap, and further improves the power of the pulsed combined laser.

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲光纤激光器
本专利技术实施例涉及激光
，尤其涉及一种脉冲光纤激光器。
技术介绍
光纤激光器自问世以来，受到了国内外的广泛关注。脉冲光纤激光器在具有光纤激光器优势的基础上，还具有重复频率高和峰值功率高的优点，因此在对深度，光滑度和精细度要求较高的领域，例如激光打标、印刷、微机械加工、选择性切割、焊接等领域有着不可取代的优势。但是，现有的脉冲光纤激光器发出的脉冲激光的高峰值功率极易产生严重的非线性效应，导致单模块脉冲光纤激光器无法实现平均功率达到千瓦级高功率脉冲激光的输出，极大程度上限制了脉冲光纤激光器的推广和应用。因此，如何突破非线性效应的影响，获得千瓦级的高功率脉冲激光，仍然是亟待本领域技术人员攻克的难题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种脉冲光纤激光器，用以解决现有的脉冲光纤激光器受非线性效应影响无法实现千瓦级的高功率脉冲激光输出的问题。本专利技术实施例提供一种脉冲光纤激光器，包括驱动控制单元、多个激光单元和合束器；所述驱动控制单元用于输出针对每一所述激光单元的脉冲驱动信号，以使得每一所述激光单元能够在对应的所述脉冲驱动信号的驱动下输出脉冲激光；其中，每一所述脉冲激光的频率和脉宽相同；所述驱动控制单元还用于基于每一所述激光单元输出的脉冲激光的相位差，调整所述脉冲驱动信号的延迟时间；所述合束器用于将每一所述脉冲激光合束为脉冲合束激光。本专利技术实施例提供的脉冲光纤激光器，通过对多个激光单元输出的脉冲激光进行合束得到脉冲合束激光，在有效规避非线性效应的同时，实现了脉冲激光的平均功率、单脉冲能量和峰值功率的成倍增加，为获取千瓦级平均功率的脉冲激光提供了实现方案，提高了千瓦级高功率脉冲激光的实用性。此外，驱动控制单元为每一激光单元提供对应的脉冲驱动信号，能够覆盖激光单元的个体化差异带来的输出脉冲激光的差异，使得每一激光单元输出的脉冲激光具备相同的频率和脉宽，驱动控制单元通过控制脉冲驱动信号的延迟时间，进而实现不同激光单元输出的脉冲激光的同步，使得多个激光单元输出的脉冲激光能够有效重叠，进一步提高脉冲合束激光的同步输出功率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其余的附图。图1为本专利技术实施例提供的脉冲光纤激光器的结构示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的脉冲光纤激光器的结构示意图；附图标记说明：1-驱动控制单元；2-激光单元；3-合束器；21-高反光纤光栅；22-泵浦源；23-泵浦耦合器；24-增益光纤；25-Q调制器件；26-低反光纤光栅。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其余实施例，都属于本专利技术保护的范围。由于脉冲激光的高峰值功率极易产生严重的非线性效应，导致单模块的脉冲光纤激光器无法输出平均功率达到千瓦级高功率脉冲激光，限制了脉冲光纤激光器的推广应用。针对上述问题，本专利技术实施例提供了一种脉冲光纤激光器。图1为本专利技术实施例提供的脉冲光纤激光器的结构示意图，如图1所示，该脉冲光纤激光器包括驱动控制单元1、多个激光单元2和合束器3；驱动控制单元1用于输出针对每一激光单元2的脉冲驱动信号，以使得每一激光单元2能够在对应的脉冲驱动信号的驱动下输出脉冲激光；其中，每一脉冲激光的频率和脉宽相同；驱动控制单元1还用于基于每一激光单元2输出的脉冲激光的相位差，调整脉冲驱动信号的延迟时间；合束器3用于将每一激光单元2输出的脉冲激光合束为脉冲合束激光。具体地，上述脉冲光纤激光器中，驱动控制单元1为控制激光单元中的Q调制器件开关的信号的输出装置。激光单元2为脉冲激光器，用于在驱动控制单元1输出的脉冲驱动信号的控制下输出脉冲激光。此处，激光单元2可以通过调Q或者锁模输出脉冲激光，对应地驱动控制单元1输出的脉冲驱动信号用于控制激光单元2进行调Q或锁模，本专利技术实施例对此不作具体限定。合束器3用于对输入至合束器3中的各束脉冲激光进行合束，生成并输出一束脉冲激光，即脉冲合束激光。脉冲光纤激光器包含多个激光单元2，针对任一激光单元2，激光单元2与驱动控制单元1连接，接收驱动控制单元1输出的针对该激光单元2的脉冲驱动信号，并在脉冲驱动信号的驱动下输出脉冲激光。激光单元2的输出端与合束器3连接，将输出的同步激光信号传输至合束器3，使得合束器3能够将各个激光单元2输出的脉冲激光合成一束脉冲合束激光。此处，脉冲合束激光为将多个激光单元输出的同步的脉冲激光进行合束后生成的相比每一激光单元输出的脉冲激光具备更高平均功率的脉冲激光。为了尽可能保证每一激光单元2输出的脉冲激光具备相同的频率和脉宽，本专利技术实施例中驱动控制单元1针对每一激光单元2均设置有独立的脉冲驱动信号，以覆盖激光单元2的个体化差异带来的输出脉冲激光的差异，以使得经过合束器3合束后生成的脉冲合束激光中的每一脉冲都是由上述脉冲激光中的脉冲叠加得到的，避免由于不同激光单元2生成的激光脉冲的频率或脉宽不同导致的脉冲合束激光的平均功率无法达到目标功率，或者脉冲合束激光中单脉冲能量差距较大的问题。此外，在驱动控制单元1为每一激光单元2提供脉冲驱动信号以控制每一激光单元2输出脉冲激光时，每一激光单元2输出的脉冲激光可能不是完全同步的，脉冲激光之间存在相位差。驱动控制单元1能够根据脉冲激光的相位差，调整对应的脉冲驱动信号的延迟时间，从而发出调整后的脉冲驱动信号，对应的激光单元2在接收到调整后的脉冲驱动信号后，基于调整后的脉冲驱动信号输出相位调整后的脉冲激光，从而消除脉冲激光之间的相位差，使得脉冲激光能够趋于同步，进一步提高脉冲激光的叠加效率。此处，基于相位差调整延迟时间的方法有多种，例如根据预先设定的相位差与延迟时间之间的对应关系直接进行选取对应的延迟时间，或者根据预先设置的相位差与调节档位之间的对应关系，选取对应的调节档位，并在当前的延迟时间上基于调节档位进行调节，本专利技术实施例对此不作具体限定。例如，脉冲光纤激光器包括激光单元A和激光单元B，激光单元A输出的脉冲激光A和激光单元B输出的脉冲激光B之间存在相位差。驱动控制单元1以脉冲激光A为基准，基于两者之间的相位差，对激光单元B对应的脉冲驱动信号B的延迟时间进行调整，并基于调整后的延迟时间发出调整后的脉冲驱动信号B，激光单元B在接收到调整后的脉冲驱动信号B后，基于调整后的脉冲驱动信号B输出相位调整后的脉冲激光B，脉冲激光A与相位调整后的脉冲激光B趋于同步。本专利技术实施例提供的脉冲光纤激光器，通过对多个激光单元输出的脉冲激光进行合束得到脉冲合束激光，在有效规避非线性效应的同时，实现了脉冲激光的平均功率、单脉冲能量和峰值功率的成倍增加，为获取千瓦级平均功率的脉冲激光提供了实现方案，提高了千瓦级高脉冲合束激光的实用性。此外，驱动控制单元为每一激光单元提供对应的脉冲驱动信号，能够覆盖激光单元的个体化差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲光纤激光器，其特征在于，包括驱动控制单元、多个激光单元和合束器；所述驱动控制单元用于输出针对每一所述激光单元的脉冲驱动信号，以使得每一所述激光单元能够在对应的所述脉冲驱动信号的驱动下输出脉冲激光；其中，每一所述脉冲激光的频率和脉宽相同；所述驱动控制单元还用于基于每一所述激光单元输出的脉冲激光的相位差，调整所述脉冲驱动信号的延迟时间；所述合束器用于将每一所述脉冲激光合束为脉冲合束激光。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲光纤激光器，其特征在于，包括驱动控制单元、多个激光单元和合束器；所述驱动控制单元用于输出针对每一所述激光单元的脉冲驱动信号，以使得每一所述激光单元能够在对应的所述脉冲驱动信号的驱动下输出脉冲激光；其中，每一所述脉冲激光的频率和脉宽相同；所述驱动控制单元还用于基于每一所述激光单元输出的脉冲激光的相位差，调整所述脉冲驱动信号的延迟时间；所述合束器用于将每一所述脉冲激光合束为脉冲合束激光。2.根据权利要求1所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述激光单元包括光纤激光器和Q调制器件，所述Q调制器件设置在所述光纤激光器内部，所述驱动控制单元与每一所述激光单元的所述Q调制器件的驱动端连接。3.根据权利要求2所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器包括谐振腔、泵浦耦合器、增益光纤和泵浦源；所述泵浦耦合器、所述增益光纤和所述Q调制器件设置在所述谐振腔内部；所述泵浦源...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莎，黄保，蔡一鸣，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42