具有模块化二极管源的高功率激光系统技术方案

在各种实施方式中，模块化激光系统以具有用于接受输入激光束模块的接口的外壳、用于将来自模块的光束组合成组合输出光束的光学元件和用于与模块接口并在操作期间冷却模块的热交换歧管为特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有模块化二极管源的高功率激光系统相关申请本申请要求2016年8月5日提交的美国临时专利申请No.62/371,341的权益和优先权，该临时专利申请的全部公开内容通过引用包含于此。
在各种实施方式中，本专利技术涉及具有模块化光束源的高功率激光系统。
技术介绍
高功率激光系统用于许多不同的应用，例如焊接、切割、钻孔和材料加工。这样的激光系统通常包括：激光发射器，来自其的激光耦合到光学纤维(或简单地“光纤”)内；以及光学系统，其将来自光纤的激光聚焦到待加工的工件上。波长光束组合(WBC)是用于按比例调整来自激光二极管、激光二极管线阵、二极管线阵的堆叠或布置在一维或二维阵列中的其它激光器的输出功率和亮度的技术。开发了WBC方法以沿着发射器的阵列的一个或两个维度组合光束。典型的WBC系统包括使用色散元件而组合以形成多波长光束的多个发射器，例如一个或多个二极管线阵。在WBC系统中的每个发射器单独地谐振，并通过由色散元件沿着光束组合维度过滤的来自公共部分反射输出耦合器的波长特定反馈来稳定。在2000年2月4日提交的美国专利No.6,192,062、1998年9月8日提交的美国专利No.6,208本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将多个输入光束组合成组合输出光束的激光系统，所述激光系统包括：外壳，其包括用于输出所述组合输出光束的光束输出端；热交换歧管，其包括：(i)用于容纳热交换流体的储存器，以及(ii)多个热交换接口，每个热交换接口包括：(a)用于供应热交换流体的输出管道和(b)用于接收热交换流体的输入管道；多个输入光束模块，每个输入光束模块包括：(i)壳体，(ii)布置在所述壳体内的激光束源，(iii)布置在所述壳体内的用于接收和聚焦由所述激光束源发射的一个或多个输入光束的聚焦光学元件，(iv)布置在所述壳体上的用于将所聚焦的一个或多个输入光束从所述壳体传输出的光学接口，(v)布置在所述壳体上的用于将电...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.05 US 62/3713411.一种用于将多个输入光束组合成组合输出光束的激光系统，所述激光系统包括：外壳，其包括用于输出所述组合输出光束的光束输出端；热交换歧管，其包括：(i)用于容纳热交换流体的储存器，以及(ii)多个热交换接口，每个热交换接口包括：(a)用于供应热交换流体的输出管道和(b)用于接收热交换流体的输入管道；多个输入光束模块，每个输入光束模块包括：(i)壳体，(ii)布置在所述壳体内的激光束源，(iii)布置在所述壳体内的用于接收和聚焦由所述激光束源发射的一个或多个输入光束的聚焦光学元件，(iv)布置在所述壳体上的用于将所聚焦的一个或多个输入光束从所述壳体传输出的光学接口，(v)布置在所述壳体上的用于将电功率传输到所述壳体内和所述激光束源的电气接口，以及(vi)冷却接口，其包括：(a)冷却输入端，其用于从所述热交换歧管的所述输出管道之一接收热交换流体并将所述热交换流体布置成与所述激光束源热接触，以及(b)冷却输出端，其用于在所述热交换流体与所述激光束源之间的热交换之后从所述激光束源接收热交换流体，并将所述热交换流体输出到所述热交换歧管的输入管道；布置在所述外壳上的多个输入接受器，每个输入接受器被配置成接受所述输入光束模块之一，其中每个输入接受器包括：(i)用于供应电功率的电气输出端，(ii)用于从输入光束模块接收一个或多个输入光束的光接收器，以及(iii)用于使输入光束模块与所述外壳机械地对准的对准特征，由此，当输入光束模块被接受在所述输入光束接受器内时，所述电气输出端电气地连接到所述输入光束模块的所述电气接口，且所述光接收器与所述输入光束模块的光学接口光学地对准；以及布置在所述外壳内的多个光学元件，其用于从所述输入接受器的所述光接收器接收输入光束，将所述输入光束组合成组合输出光束，并将所述组合输出光束传输到所述光束输出端。2.如权利要求1所述的系统，其中所述光束输出端包括用于接纳光纤的输出接受器。3.如权利要求1所述的系统，其中所述光束输出端包括用于传输自由空间输出光束的窗口。4.如权利要求1所述的系统，其中所述激光束源中的一个或多个包括被配置成发射多个激光束的二极管线阵。5.如权利要求1所述的系统，其中布置在所述外壳内的所述多个光学元件包括：(i)用于将输入光束聚焦到色散元件上的聚焦光学器件，(ii)用于接收并色散所接收的聚焦输入光束的色散元件，以及(iii)被定位成接收色散光束、穿过其传输所述色散光束的一部分作为所述组合输出光束并将所述色散光束的第二部分反射回到所述色散元件的部分反射输出耦合器。6.如权利要求5所述的系统，其中所述色散元件包括衍射光栅。7.如权利要求1所述的系统，其中所述光学元件被配置成在即使所述输入接受器中的一个或多个是空的的情况下将所述输入光束组合成所述组合输出光束并将所述组合输出光束传输到所述光束输出端。8.如权利要求1所述的系统，还包括被配置成通过所述热交换接口中的每个来控制热交换流体的流量的控制系统。9.如权利要求8所述的系统，其中所述控制系统被配置成至少部分地基于所述输入光束模块中的每个的所感测的温度来控制热交换流体的流量。10.如权利要求1所述的系统，其中所述输入光束模块中的至少一个的所述光学接口包括窗口、棱镜或透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·塔耶巴提，B·陈，布赖恩·洛赫曼，M·索特，周望龙，
申请(专利权)人：特拉迪欧德公司，
类型：发明
国别省市：美国,US