光纤激光系统技术方案

一种光纤激光系统，包括种子光源系统、对准激光系统、泵激光系统、合束器以及光纤放大器。种子光源系统发出种子激光光束，且包括第一激光晶体及贴合第一激光晶体的饱和吸收晶体。对准激光系统发出对准激光光束，且包括第二激光晶体及贴合于第二激光晶体的倍频晶体。第一激光晶体以及第二激光光束为掺钕钒酸钇晶体，倍频晶体为磷酸钛氧钾晶体。饱和吸收晶体为掺铬钇铝石榴石晶体，其初始穿透率为85%至97%，反射率为88%至92%。泵激光系统发出泵激光光束。种子激光光束、对准激光光束以及泵激光光束经由合束器耦合，并进入光纤放大器中放大。本实用新型专利技术的种子光源系统可以调整种子激光的脉冲宽度以及平均功率，以达到较佳的激光性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
光纤激光系统
本技术涉及一种激光系统，且特别是涉及一种光纤激光系统。
技术介绍
脉冲式瓦级光纤激光系统是常用的激光加工方式，此种光纤激光系统包括种子激 光系统(Seed)、泵激光系统(Pump laser)以及光纤放大器(Fiberamplifier)。种子激光系 统会发出一种子激光光束，而泵激光系统会发出一泵激光光线。光纤放大器内具有活性介 质(active medium)，泵激光光线激发光纤放大器内的活性介质，使得活性介质从低能阶跃 迁到高能阶。而跃迁到高能阶的介质则可再受到种子激光光束的作用而回到低能阶，并辐 射出一能量。此能量与种子光线的能量相同，且方向一致。介质受到一能量而从高能阶跃 迁至低能阶，而发出一能量的过程称为受激辐射。光纤激光系统就是利用这种受激激光的 方式对激光信号进行放大。目前所使用的种子激光包括调Q光纤激光(Q switch)以及调制半导体激光。调Q 光纤激光可以产生平均功率高达IW的脉冲光纤激光，因此只需要一级放大即可达到50W以 上的功率。然而，调Q光纤激光的脉冲宽度很难改变，大约为50-100ns。另外，调制半导体 激光的脉冲宽度是可以进行调整的。调制半导体激光的平均功率小于lmW，因此需要进行二 级或三级的放大才能达到IOW以上的平均功率。另外，一般而言，经过光纤放大器放大之后的激光为红外光，其为不可见光。因 此，还会再和一对准激光(Aiming laser),通常为红光激光，一起进入一波长多任务器 (wavelength division multiplexing, WDM),以使得激光以及对准激光变成同轴，并且能 够对准加工品。而目前的波长加工器可以是利用全光纤式或者是空间合束的方式使得激光以及 对准激光变成同轴。全光纤式是将两条光纤熔接在一起，使得激光以及对准激光耦合进同 一条光纤。而空间合束则是利用一片二向镜片(dichroic mirror),并使得激光通过此二向 镜片，而对准激光则会进行反射，使得两个方向的光线达到合成一束的效果。
技术实现思路
本技术提供一种光纤激光系统，其包括利用固态激光制作成种子激光系统以 及对准激光系统。本技术提供一种光纤激光系统，该光纤激光系统包括一种子光源系统、一对 准激光系统、一泵激光系统、一合束器以及一光纤放大器。种子光源系统包括第一激光晶体 以及一饱和吸收晶体，而所第一激光晶体贴合于饱和吸收晶体，且种子光源系统从饱和吸 收晶体发出一种子激光光束。其中，第一激光晶体为掺钕钒酸钇晶体，而饱和吸收晶体为掺 铬钇铝石榴石晶体。饱和吸收晶体的初始穿透率为85%至97%，反射率为88%至92%。对准 激光系统包括一第二激光晶体以及一倍频晶体，第二激光晶体贴合于倍频晶体，且对准激 光系统从倍频晶体发出一对准激光光束。其中，第二激光晶体为掺钕钒酸钇晶体，而倍频晶体为磷酸钛氧钾晶体。泵激光系统用于发出一泵激光光束。种子激光光束、对准激光光束以及泵激光光束会经由合束器耦合，并一起进入光纤放大器中。进一步地，种子光源系统还包括一第一激光二极管，第一激光二极管发出一第一激光光线至第一激光晶体以及所述饱和吸收晶体，以放出种子激光光束。进一步地，第一激光晶体在第一激光光线的入光面具有一第一光学膜，而饱和吸收晶体在种子激光光束的出光面具有一第二光学膜，其中，第一光学膜使得波长为介于805nm至813nm之间的光线具有大于90%的穿透性，而波长为介于1063nm至1065nm之间的光线具有大于99%的反射性；其中，第一光学膜使得波长为介于805nm至813nm之间的光线具有大于90%的穿透性，而波长为介于1063nm至1065nm之间的光线具有大于99%的反射性；其中，第二光学膜使得波长为介于1063nm至1065nm之间的光线中的88%至92%被反射。进一步地，第一激光光线的波长为808nm，而种子激光光束的波长为1064nm。进一步地，对准激光系统还包括一第二激光二极管，第二激光二极管发出一第二激光光线至第二激光晶体以及倍频晶体，以放出对准激光光束。进一步地，第二激光晶体在第二激光光线的入光面具有一第三光学膜，其中，第三光学膜使得波长为介于805nm至812nm之间的光线具有大于90%的穿透性，而波长为介于1064nm与532nm之间的光线具有大于99%的反射性。 进一步地，第二激光光线的波长为808nm，而对准激光光束的波长为532nm。进一步地，对准激光光束的光点为100 μ m。进一步地，合束器还包括:一第一光纤，第一光纤包括一核心层、一第一包覆层以及一第二包覆层，第一包覆层包覆核心层，而第二包覆层包覆第一包覆层以及核心层，种子激光光束在核心层中行进；一第二光纤，第二光纤从第一光纤的一侧插设于第二包覆层中，对准激光光束从第二光纤传入第一包覆层中，以在第一包覆层中行进；以及一第三光纤，第三光纤从第一光纤的另一侧插设于第二包覆层中，泵激光光束从第三光纤传入第一光纤的第一包覆层中，以在第一包覆层中行进。综上所述，本技术提供一种光纤激光系统，其种子光源系统以及对准激光系统是使用固态激光系统。而本技术的种子光源系统是使用掺铬钇铝石榴石晶体做为饱和吸收晶体，并且控制饱和吸收晶体的初始穿透率以及反射率的值。进而可以调整种子激光的脉冲宽度以及平均功率，以达到较佳的激光性能。为使能更进一步了解本技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本技术的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本技术，而非对本技术的权利要求范围作任何的限制。【附图说明】图1为本技术第一实施例的光纤激光系统结构方块示意图。图2为本技术第一实施例的种子光源系统结构示意图。图3为本技术第一实施例的对准激光系统结构示意图。图4为本技术第一实施例的合束器结构示意图。【符号说明】I光纤激光系統10泵激光系統16泵激光光束20种子光源系统21第一激光二极管22、32 透镜23第一激光光线24第一激光晶体24a第一光学膜25饱和吸收晶体25a第二光学膜26种子激光光束30对准激光系统31第二激光二极管33第二激光光线34第二激光晶体34a第三光学膜35倍频晶体36对准激光光束40合束器41第一光纤41a核心层41b第一包覆层41c第二包覆层42第二光纤43第三光纤50光纤放大器【具体实施方式】图1为本技术第一实施例的光纤激光系统I结构方块示意图。请参阅图1，光纤激光系统I包括一泵激光系统10、种子光源系统20、对准激光系统30、合束器40以及光纤放大器50。在实际操作中，泵激光系统10会发出一泵激光光束16,种子光源系统20会从该饱和吸收晶体发出一种子激光光束26，而对准激光系统30会从该倍频晶体发出一对准激光光束36。而泵激光光束16、种子激光光束26以及对准激光光束36会经由合束器40的耦合，进入光纤放大器50之中，进行放大。承上述，对准激光光束36经由合束器40的耦合，可形成与泵激光光束16、种子激光光束26同轴的光束，以增加后续激光对加工品进行加工时，对位的精准。另外，本技术的光纤放大器50是利用受激辐射的方式对激光进行放大。详细而言，进入光纤放大器50的泵激光光束16会激发光纤放大器50内的活性介质，使活性介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤激光系统，其特征在于，所述光纤激光系统包括：一种子光源系统，所述种子光源系统包括一第一激光晶体以及一饱和吸收晶体，而所述第一激光晶体贴合于所述饱和吸收晶体，且所述种子光源系统从所述饱和吸收晶体发出一种子激光光束，其中，所述第一激光晶体为掺钕钒酸钇晶体，而所述饱和吸收晶体为掺铬钇铝石榴石晶体，所述饱和吸收晶体的初始穿透率为85%至97%，而所述饱和吸收晶体的反射率为88%至92%；一对准激光系统，所述对准激光系统包括一第二激光晶体以及一倍频晶体，所述第二激光晶体贴合于所述倍频晶体，且所述对准激光系统从所述倍频晶体发出一对准激光光束，其中，所述第二激光晶体为掺钕钒酸钇晶体，而所述倍频晶体为磷酸钛氧钾晶体，一泵激光系统，所述泵激光系统用于发出一泵激光光束；一合束器；以及一光纤放大器，其中，所述种子激光光束、所述对准激光光束以及所述泵激光光束会经由所述合束器耦合，并一起进入所述光纤放大器中。

【技术特征摘要】
2013.07.17 TW 1022134781. 一种光纤激光系统，其特征在于，所述光纤激光系统包括: 一种子光源系统，所述种子光源系统包括一第一激光晶体以及一饱和吸收晶体，而所述第一激光晶体贴合于所述饱和吸收晶体，且所述种子光源系统从所述饱和吸收晶体发出一种子激光光束， 其中，所述第一激光晶体为掺钕fL酸钇晶体，而所述饱和吸收晶体为掺铬钇招石槽石晶体，所述饱和吸收晶体的初始穿透率为85%至97%，而所述饱和吸收晶体的反射率为88%至 92% ； 一对准激光系统，所述对准激光系统包括一第二激光晶体以及一倍频晶体，所述第二激光晶体贴合于所述倍频晶体，且所述对准激光系统从所述倍频晶体发出一对准激光光束， 其中，所述第二激光晶体为掺钕钒酸钇晶体，而所述倍频晶体为磷酸钛氧钾晶体， 一泵激光系统，所述泵激光系统用于发出一泵激光光束； 一合束器；以及 一光纤放大器， 其中，所述种子激光光束、所述对准激光光束以及所述泵激光光束会经由所述合束器耦合，并一起进入所述光纤放大器中。2.根据权利要求1所述的光纤激光系统，其特征在于，所述种子光源系统还包括一第一激光二极管，所述第一激光二极管发出一第一激光光线至所述第一激光晶体以及所述饱和吸收晶体，以放出所述种子激光光束。3.根据权利要求2所述的光纤激光系统，其特征在于，所述第一激光晶体在所述第一激光光线的入光面具有一第一光学膜，而所述饱和吸收晶体在所述种子激光光束的出光面具有一第二光学膜， 其中，所述第一光学膜使得波长为介于805nm至813nm之间的光线具有大于90%的穿透性，而波长为介于1063nm至1065nm之间的光线具有大于99%的反射性，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启伦，李清泉，潘犀灵，
申请(专利权)人：虹森科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：