一种铠缆型脉冲光纤激光器放大系统及其设备技术方案

本实用新型专利技术涉及激光加工领域，公开了一种铠缆型脉冲光纤激光器放大系统，包括增益光纤及外保护层，所述外保护层为柔性固体材料制成，所述外保护层内设有冷却通道，所述增益光纤设置在所述冷却通道内，所述冷却通道内设有冷却介质用于冷却所述增益光纤，通过将增益光纤直接做成增益光纤铠缆，可以充分发挥光纤铠缆的可以移动、弯曲性，实现激光输出头随加工场景的随意移动，使脉冲光纤激光器的激光输出头可随意移动的柔性加工方式得以保留。头可随意移动的柔性加工方式得以保留。头可随意移动的柔性加工方式得以保留。

【技术实现步骤摘要】
一种铠缆型脉冲光纤激光器放大系统及其设备


[0001]本技术实施例涉及激光
，尤其涉及一种铠缆型脉冲光纤激光器放大系统及其设备。

技术介绍

[0002]光纤激光器具有电光转换效率高，散热效果佳，光束质量好，脉冲能量和峰值功率高等优点，被广泛应用于激光切割、焊接、打标、清洗等激光加工领域。光纤激光器一般采用基于种子源和光纤放大系统的结构来实现高功率、高能量和高峰值功率的激光输出。
[0003]在常规的光纤激光器工业产品中，一般会采用具有一定长度的光纤铠缆和输出头(隔离器、QBH等)作为激光的传输和最终的输出，发挥光纤激光器得到柔性加工特性，光纤铠缆通常是由无源光纤和外部保护层构成。
[0004]对于光纤激光器，在一些特定的应用场景中会对输出脉冲激光的峰值功率有这很高的要求，因此需要减小功率主放大级的非线性效应。
[0005]在专利号为“CN212968471U”的中国专利中，采用的是将最后的功率主放大级与输出隔离器的尾纤熔接并集成为一个单独输出模块，可以很大程度缩短输出端的无源纤长度，提升输出激光脉冲的峰值功率。同时通过延长功率预放大级输出端无源尾纤并作为铠缆，从而实现柔性加工方式。该专利中，铠缆的长度也会由于非线性效应而受限，而且输出模块的体积和重量都较大。
[0006]在专利号为“CN216055666U”中国专利中，采用将增益光纤后面连接的无源光纤全部取消，完全避免了无源光纤引入的非线性效应，改用空间准直系统输出，从而最大程度地提升了输出激光脉冲的峰值功率。但是在该方案中由于采用了空间激光的输出方式，无法避免地牺牲了光纤柔性加工的天然优势，因此在应用上需要额外配置外光路系统，增加了系统的难度和成本。

技术实现思路

[0007]本技术的目的旨在提供一种铠缆型脉冲光纤激光器放大系统及其设备，通过增益光纤与激光输出头直接连接作为输出，可以最大化光纤激光器系统输出激光脉冲的峰值功率。
[0008]本技术实施例解决其技术问题采用以下技术方案：
[0009]本技术提供了一种铠缆型脉冲光纤激光器放大系统，所述放大系统包括增益光纤及外保护层，所述外保护层为柔性固体材料制成，所述外保护层内设有冷却通道，所述增益光纤设置在所述冷却通道内，所述冷却通道内设有冷却介质用于冷却所述增益光纤。
[0010]作为优选方案，所述冷却通道内设有支撑体，所述增益光纤设置在所述支撑体上，以将所述增益光纤支撑在所述冷却通道内，使增益光纤的每个位置与冷却通道内壁之间的间隙都保持一致。
[0011]作为优选方案，所述支撑体为在所述冷却通道内沿轴向间隔设置的多个支撑片，
所述支撑片的中部设有支撑孔，所述支撑片的四周设有多个通孔，以使所述支撑片两侧的空间连通。
[0012]作为优选方案，所述支撑片为沿着所述冷却通道的轴线螺旋延伸的螺旋支撑片，所述螺旋支撑片的中部设有支撑孔，使穿过所述支撑孔的增益光纤与所述冷却通道内壁之间的间隙保持一致，所述螺旋支撑片将所述冷却通道分隔成连续的螺旋通道。
[0013]作为优选方案，所述支撑体为在所述冷却通道内沿着冷却通道的轴线向两端延伸设置的支撑板，所述支撑板将所述冷却通道分隔成并行设置的第一冷却通道及第二冷却通道；所述支撑板的中部设有沿轴线贯通的收容通道，所述增益光纤穿设在所述收容通道内。
[0014]作为优选方案，所述支撑板一端设有连通结构，所述连通结构将所述第一冷却通道与所述第二冷却通道相邻的一个端部连通，所述冷却介质入口与所述第一冷却通道连通，所述冷却介质出口与所述第二冷却通道连通。
[0015]作为优选方案，所述增益光纤为所述光纤激光器放大系统中的最后一级增益光纤。
[0016]作为优选方案，所述增益光纤的一端与激光输出头直接连接。
[0017]作为优选方案，所述放大系统泵浦方式包括正向泵浦，反向泵浦或者双向泵浦中的任一一种。
[0018]本技术还提供了一种激光设备，包括如上述技术方案所述的铠缆型脉冲光纤激光器放大系统。
[0019]本技术的有益效果是：本技术提供了一种铠缆型脉冲光纤激光器放大系统，完全取消了增益光纤后面的无源光纤，完全避免了无源光纤引入的非线性效应，最大程度的提升了光纤激光系统输出激光脉冲的峰值功率；
[0020]相同的激光功率输出时，相比于正向泵浦方式，反向泵浦方式中的增益光纤在单位长度上的平均功率较小，因此，增益光纤的非线性效应的更弱，即可获得更高的脉冲峰值功率。
[0021]另一方面将增益光纤直接做成增益光纤铠缆，可以充分发挥光纤铠缆的可以移动、弯曲性，实现激光输出头随加工场景的随意移动，使光纤激光器的激光输出头可随意移动的柔性加工方式得以保留。
附图说明
[0022]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0023]图1为本技术一实施例的光纤激光器的结构示意图。
[0024]图2为本技术一实施例的光纤激光器的光路结构示意图。
[0025]图3为本技术一实施例的光纤激光器的另一种光路结构示意图。
[0026]图4为本技术一实施例的光纤激光器的另一种光路结构示意图。
[0027]图5为本技术一实施例的光纤激光器的另一种光路结构示意图。
[0028]图6为本技术一实施例的光纤激光器的增益光纤的横截面示意图。
[0029]图7为本技术一实施例的光纤激光器的增益光纤的内部结构示意图。
[0030]图8为本技术一实施例的光纤激光器的增益光纤的另一种内部结构示意图。
具体实施方式
[0031]为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0032]除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0033]此外，下面所描述的本技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0034]结合图1至图4所示，本技术实施例提供了一种光纤激光器，包括沿光路依次连接的种子源1、光纤放大系统2以及激光输出头3。所述光纤放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铠缆型脉冲光纤激光器放大系统，其特征在于，所述放大系统包括增益光纤及外保护层，所述外保护层为柔性固体材料制成，所述外保护层内设有冷却通道，所述增益光纤设置在所述冷却通道内，所述冷却通道内设有冷却介质用于冷却所述增益光纤。2.如权利要求1所述的铠缆型脉冲光纤激光器放大系统，其特征在于，所述冷却通道内设有支撑体，所述增益光纤设置在所述支撑体上，以将所述增益光纤支撑在所述冷却通道内，使增益光纤的每个位置与冷却通道内壁之间的间隙都保持一致。3.如权利要求2所述的铠缆型脉冲光纤激光器放大系统，其特征在于，所述支撑体为在所述冷却通道内沿轴向间隔设置的多个支撑片，所述支撑片的中部设有支撑孔，所述支撑片的四周设有多个通孔，以使所述支撑片两侧的空间连通。4.如权利要求3所述的铠缆型脉冲光纤激光器放大系统，其特征在于，所述支撑片为沿着所述冷却通道的轴线螺旋延伸的螺旋支撑片，所述螺旋支撑片的中部设有支撑孔，使穿过所述支撑孔的增益光纤与所述冷却通道内壁之间的间隙保持一致，所述螺旋支撑片将所述冷却通道分隔成连续的螺旋通道。5.如权利要求2所述的铠缆型脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：林怀钦，蒋峰，
申请(专利权)人：苏州创鑫激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：