專(zhuān)利名稱(chēng)：多路激光光纖耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖耦合裝置，尤其是一種多路激光光纖耦合裝置。
背景技術(shù)：
目前，光纖輸出的高功率脈沖激光已越來(lái)越廣泛地用于工業(yè)的焊接和切割、醫(yī)療領(lǐng)域的激光碎石和手術(shù)切割等?；趩温芳す馄鬏敵龉β实南拗?，人們研發(fā)了多路激光耦合技術(shù)，如近期已在使用的兩路激光光纖耦合輸出裝置。它是在兩路相互平行傳播的入射激光的光路上設(shè)置有其光軸與入射激光平行的耦合鏡，以及串接于耦合鏡輸出端的光纖。這種激光光纖耦合輸出裝置雖可將兩路激光進(jìn)行有效地耦合輸出，卻仍存在著難以大幅度地提高光纖輸出端激光功率的不足，從而制約了使用欽激光在碎石等領(lǐng)域的進(jìn)一步的拓展應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)合理，耦合效率高的多路激光光纖耦合裝置。為解決本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案為多路激光光纖耦合裝置包括置于相平行的兩路以上入射激光光路上的其光軸與入射激光平行的耦合鏡，以及串接于耦合鏡輸出端的光纖，特別是，所述耦合鏡的輸入端串接有固定于電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的棱鏡組；所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸與耦合鏡的輸入光路同軸向；所述棱鏡組由兩只以上的平行四邊形棱鏡組成，所述平行四邊形棱鏡的長(zhǎng)邊垂直于電機(jī)轉(zhuǎn)軸，且其銳角為45度；所述兩路以上入射激光的入射點(diǎn)分布于以電機(jī)轉(zhuǎn)軸為圓心、以平行四邊形棱鏡長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為半徑的圓周上；所述發(fā)射兩路以上入射激光的各激光器的輸入端與激光電源控制器的輸出端電連接。作為多路激光光纖耦合裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的平行四邊形棱鏡為白寶石平行四邊形棱鏡；所述的激光電源控制器的輸出端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的電機(jī)的輸入端電連接；所述的平行四邊形棱鏡長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為4cm ;所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為lOr/s ;所述的入射激光為四路，其每路入射激光的脈寬為300 600us、重復(fù)頻率為10次/S。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，采用在置于相平行的兩路以上入射激光光路上的其光軸與入射激光平行的耦合鏡，以及串接于耦合鏡輸出端的光纖的基礎(chǔ)上，再于耦合鏡的輸入端串接有固定于電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的棱鏡組，其中，電機(jī)轉(zhuǎn)軸與I禹合鏡的輸入光路同軸向，棱鏡組由兩只以上的平行四邊形棱鏡組成，平行四邊形棱鏡的長(zhǎng)邊垂直于電機(jī)轉(zhuǎn)軸，且其銳角為45度，并使兩路以上入射激光的入射點(diǎn)分布于以電機(jī)轉(zhuǎn)軸為圓心、以平行四邊形棱鏡長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為半徑的圓周上，同時(shí)將發(fā)射兩路以上入射激光的各激光器的輸入端與激光電源控制器的輸出端電連接的技術(shù)方案，通過(guò)控制各激光器輸出的脈沖時(shí)間，得以將兩路以上的脈沖入射激光在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有序地脈沖排序并耦合進(jìn)入光纖，即相當(dāng)于在單位時(shí)間內(nèi)提高了激光器的重復(fù)率，從而大大地提高了光纖輸出的激光的總功率。作為有益效果的進(jìn)一步體現(xiàn)，一是平行四邊形棱鏡優(yōu)選為白寶石平行四邊形棱鏡，既充分地利用了白寶石所具有的光波波段寬達(dá)4500nm的優(yōu)勢(shì)，又因白寶石的溫度系數(shù)小，不需對(duì)其進(jìn)行冷卻的特點(diǎn)而確保了裝置工作的穩(wěn)定可靠。二是優(yōu)選激光電源控制器的輸出端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的電機(jī)的輸入端電連接，更利于將兩路以上的脈沖入射激光在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行完全地有序排序。三是平行四邊形棱鏡長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度優(yōu)選為4cm，除便于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝之外，也使其有著較小的體積。四是電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為lOr/s，不僅適用，震動(dòng)也小。五是入射激光優(yōu)選為四路，其每路入射激光的脈寬優(yōu)選為300 600us、重復(fù)頻率優(yōu)選為10次/s，這種優(yōu)化了的選擇，利于完全地實(shí)現(xiàn)單光纖耦合。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1是本發(fā)明的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的棱鏡組由四只平行四邊形棱鏡組成時(shí)的一種入射激光方向示意視圖。圖3是一種四路入射激光的脈沖時(shí)序不意圖。圖4是本發(fā)明將圖3所示四路脈沖入射激光耦合后輸出的脈沖時(shí)序示意圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1、圖2、圖3和圖4，多路激光光纖耦合裝置的構(gòu)成如下入射激光I的傳播方向上依次置有固定于電機(jī)轉(zhuǎn)軸7上的棱鏡組3、耦合鏡4和光纖5。其中入射激光I為相互平行的四路,每路入射激光I的脈寬為300 600us、重復(fù)頻率為10次/s ；電機(jī)轉(zhuǎn)軸7與耦合鏡4的輸入光路同軸向，其轉(zhuǎn)速為lOr/s ；棱鏡組3由四只平行四邊形棱鏡2相互之間呈90度角設(shè)置組成，其中的每只平行四邊形棱鏡2的長(zhǎng)邊均垂直于電機(jī)轉(zhuǎn)軸7，且其銳角為45度，每只平行四邊形棱鏡2均為白寶石平行四邊形棱鏡，其長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度均為4cm ；四路入射激光I的每路于棱鏡組3上的入射點(diǎn)均分布于以電機(jī)轉(zhuǎn)軸7為圓心、以平行四邊形棱鏡2長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為半徑的圓周上；發(fā)射四路入射激光I的各激光器的輸入端均與激光電源控制器6的輸出端電連接，激光電源控制器6的輸出端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸7的電機(jī)的輸入端電連接。使用時(shí)，本發(fā)明在激光電源控制器6的控制之下，每路入射激光I按照?qǐng)D3所示的脈沖時(shí)序發(fā)射，由于四路入射激光I等間距的分布在以電機(jī)轉(zhuǎn)軸7為圓心、以平行四邊形棱鏡2長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為半徑的圓周上面，則從光纖5中輸出的激光脈沖時(shí)間間隔也相等，即于光纖5的輸出端得到如圖4所示密集脈沖時(shí)序的高功率激光輸出?；诿柯啡肷浼す釯的脈寬為300 600us、重復(fù)頻率為10次/s，電機(jī)轉(zhuǎn)軸7的轉(zhuǎn)速為10r/s，則電機(jī)轉(zhuǎn)軸7在600us的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)O. 0377弧度，此時(shí)因平行四邊形棱鏡2長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為4cm，則其的平移距離為O.15cm,故完全實(shí)現(xiàn)了單光纖稱(chēng)合。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的多路激光光纖耦合裝置進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多路激光光纖耦合裝置，包括置于相平行的兩路以上入射激光(I)光路上的其光軸與入射激光(I)平行的I禹合鏡(4),以及串接于I禹合鏡(4)輸出端的光纖(5),其特征在于 所述耦合鏡(4)的輸入端串接有固定于電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)上的棱鏡組(3)； 所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)與耦合鏡(4)的輸入光路同軸向； 所述棱鏡組(3)由兩只以上的平行四邊形棱鏡(2)組成，所述平行四邊形棱鏡(2)的長(zhǎng)邊垂直于電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)，且其銳角為45度； 所述兩路以上入射激光(I)于棱鏡組(3)上的入射點(diǎn)分布于以電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)為圓心、以平行四邊形棱鏡(2)長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為半徑的圓周上； 所述發(fā)射兩路以上入射激光(I)的各激光器的輸入端與激光電源控制器(6)的輸出端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路激光光纖耦合裝置，其特征是平行四邊形棱鏡(2)為白寶石平行四邊形棱鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多路激光光纖耦合裝置，其特征是激光電源控制器(6)的輸出端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)的電機(jī)的輸入端電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多路激光光纖耦合裝置，其特征是平行四邊形棱鏡(2)長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為4cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多路激光光纖耦合裝置，其特征是電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)的轉(zhuǎn)速為10r/so
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多路激光光纖耦合裝置，其特征是入射激光(I)為四路，其每路入射激光(I)的脈寬為300 600us、重復(fù)頻率為10次/S。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多路激光光纖耦合裝置。它包括置于相平行的兩路以上入射激光(1)光路上的其光軸與入射激光(1)平行的耦合鏡(4)，以及串接于耦合鏡(4)輸出端的光纖(5)，耦合鏡(4)的輸入端串接有固定于電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)上的棱鏡組(3)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)與耦合鏡(4)的輸入光路同軸向，棱鏡組(3)由兩只以上的其長(zhǎng)邊垂直于電極機(jī)軸(7)且銳角為45度的平行四邊形棱鏡(2)組成，兩路以上入射激光(1)的入射點(diǎn)分布于以電機(jī)轉(zhuǎn)軸(7)為圓心、以平行四邊形棱鏡(2)長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為半徑的圓周上，發(fā)射兩路以上入射激光(1)的各激光器的輸入端與激光電源控制器(6)的輸出端電連接。它可廣泛地應(yīng)用于需大功率光纖輸出的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G02B6/42GK103064157SQ201310000860
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者吳先友, 王金濤, 蔡旭武, 楊經(jīng)緯, 王禮, 江海河 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院