本發(fā)明涉及光纖激光器，具體為一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器。

背景技術(shù)：

1、光纖激光器具有光束質(zhì)量好，轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工領(lǐng)域。連續(xù)光纖激光器輸出功率高，主要用于激光切割、焊接、熔覆以及3d打印等領(lǐng)域，而脈沖光纖激光器具有高峰值功率和高能量的特點(diǎn)，主要用于激光清洗和精密加工領(lǐng)域。在某些場(chǎng)景下，二者結(jié)合起來(lái)，可以產(chǎn)生一些新的應(yīng)用，如zl202011407490.9所述的基于復(fù)合激光射孔的激光盾構(gòu)機(jī)。兩種激光器的應(yīng)用場(chǎng)景有所差異，如需將同時(shí)滿足連續(xù)激光和脈沖激光的特點(diǎn)，則需兩臺(tái)激光器，成本較高。

2、目前，實(shí)現(xiàn)連續(xù)和脈沖輸出的光纖激光器，或是將連續(xù)激光和脈沖激光經(jīng)過(guò)合束輸出，如專(zhuān)利us19910658920a；或是種子源經(jīng)過(guò)光纖分路器分為連續(xù)激光和脈沖激光后分別放大輸出，如zl200910079918.9；或是通過(guò)法蘭盤(pán)切換成脈沖激光或連續(xù)激光放大輸出，如專(zhuān)利zl201310205711.8；或是通過(guò)調(diào)節(jié)低反射布拉格光柵的中心波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)或脈沖激光輸出，如專(zhuān)利zl201310471121.x。

3、現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)脈沖與連續(xù)激光輸出，或是將兩種激光器合束，成本較高；或是無(wú)法同一根光纖中輸出連續(xù)和脈沖激光，導(dǎo)致激光應(yīng)用時(shí)，需要不同的整形系統(tǒng)；或是需要連續(xù)與脈沖兩種工作模式相互切換，無(wú)法同時(shí)輸出連續(xù)和脈沖激光。限制了連續(xù)/脈沖光纖的工程化和應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，結(jié)構(gòu)緊湊，脈沖激光和連續(xù)激光一體化熔接，共用激光放大模塊，無(wú)任何空間結(jié)構(gòu)，具備多種工作模式，且工作模式切換簡(jiǎn)單，不僅保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，更節(jié)約了成本。

2、為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，包括：脈沖激光模塊、連續(xù)激光模塊、激光放大模塊和激光電控系統(tǒng)；所述脈沖激光模塊，用于產(chǎn)生脈沖激光種子；所述連續(xù)激光模塊用于產(chǎn)生連續(xù)激光種子，與脈沖激光模塊熔接；所述激光放大模塊用于對(duì)脈沖激光和連續(xù)激光進(jìn)行放大，與連續(xù)激光模塊熔接；激光電控系統(tǒng)分別與脈沖激光模塊、連續(xù)激光模塊、激光放大模塊電連接，用于激光器供電和控制激光器工作模式。

3、進(jìn)一步地，所述脈沖激光模塊包括小功率脈沖種子源和預(yù)放大系統(tǒng)；小功率脈沖種子源，用于產(chǎn)生脈沖激光；所述預(yù)放大系統(tǒng)與小功率脈沖種子源熔接，用于將脈沖激光信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大。

4、進(jìn)一步地，小功率脈沖種子源采用半導(dǎo)體調(diào)制的脈沖激光源，或電光調(diào)制、聲光調(diào)制、增益開(kāi)關(guān)技術(shù)調(diào)制脈沖激光源。

5、進(jìn)一步地，所述預(yù)放大系統(tǒng)包括第一隔離器、第一泵浦源、第一合束器、第一增益光纖以及第二隔離器；所述預(yù)放大系統(tǒng)為一級(jí)預(yù)放大或多級(jí)預(yù)放大。

6、所述小功率脈沖種子源、第一隔離器、第一合束器、第一增益光纖以及第二隔離器之間依次熔接；所述第一泵浦源與第一合束器的泵浦輸入端相連。

7、進(jìn)一步地，所述連續(xù)激光模塊包括第二泵浦源、第二合束器、高反射率光纖光柵、第二增益光纖、低反射率光纖光柵以及第三隔離器；所述第二隔離器、第二合束器、高反射率光纖光柵、第二增益光纖、低反射率光纖光柵以及第三隔離器依次熔接；所述第二泵浦源與所述第二合束器的泵浦輸入端相連。

8、進(jìn)一步地，所述激光放大模塊包括第三泵浦源、第三合束器、第三增益光纖以及激光輸出頭；所述第三隔離器、第三合束器、第三增益光纖以及激光輸出頭依次熔接，所述第三泵浦源與第三合束器的泵浦輸入端相連。

9、進(jìn)一步地，所述激光放大模塊為一級(jí)放大或多級(jí)放大。

10、本發(fā)明的有益效果在于：

11、1）本發(fā)明具備三種激光工作模式：脈沖激光、連續(xù)激光、脈沖/連續(xù)激光同步輸出；同步輸出模式下，脈沖激光與連續(xù)激光輸出功率比例可調(diào)。

12、2）本發(fā)明工作模式使用電控系統(tǒng)控制，模式切換簡(jiǎn)單、高效。

13、3）本發(fā)明的三種工作模式均從同一個(gè)放大系統(tǒng)中的同一根光纖輸出，有利于輸出激光在應(yīng)用時(shí)的光束整形。

14、4）本發(fā)明是全光纖結(jié)構(gòu)和一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，提高了激光系統(tǒng)的穩(wěn)定性，節(jié)約了成本。

技術(shù)特征：

1.一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，其特征在于，包括：脈沖激光模塊、連續(xù)激光模塊、激光放大模塊和激光電控系統(tǒng)；所述脈沖激光模塊，用于產(chǎn)生脈沖激光種子；所述連續(xù)激光模塊用于產(chǎn)生連續(xù)激光種子，與脈沖激光模塊熔接；所述激光放大模塊用于對(duì)脈沖激光和連續(xù)激光進(jìn)行放大，與連續(xù)激光模塊熔接；激光電控系統(tǒng)分別與脈沖激光模塊、連續(xù)激光模塊、激光放大模塊電連接，用于激光器供電和控制激光器工作模式。

2.如權(quán)利要求1所述的一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，其特征在于，所述脈沖激光模塊包括小功率脈沖種子源和預(yù)放大系統(tǒng)；小功率脈沖種子源，用于產(chǎn)生脈沖激光；所述預(yù)放大系統(tǒng)與小功率脈沖種子源熔接，用于將脈沖激光信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大；所述預(yù)放大系統(tǒng)為一級(jí)預(yù)放大或多級(jí)預(yù)放大。

3.如權(quán)利要求2所述的一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，其特征在于，小功率脈沖種子源采用半導(dǎo)體調(diào)制的脈沖激光源，或電光調(diào)制、聲光調(diào)制、增益開(kāi)關(guān)技術(shù)調(diào)制脈沖激光源。

4.如權(quán)利要求2或3所述的一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，其特征在于，所述預(yù)放大系統(tǒng)包括第一隔離器、第一泵浦源、第一合束器、第一增益光纖以及第二隔離器；

5.如權(quán)利要求4所述的一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，其特征在于，所述連續(xù)激光模塊包括第二泵浦源、第二合束器、高反射率光纖光柵、第二增益光纖、低反射率光纖光柵以及第三隔離器；所述第二隔離器、第二合束器、高反射率光纖光柵、第二增益光纖、低反射率光纖光柵以及第三隔離器依次熔接；所述第二泵浦源與所述第二合束器的泵浦輸入端相連。

6.如權(quán)利要求5所述的一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，其特征在于，所述激光放大模塊包括第三泵浦源、第三合束器、第三增益光纖以及激光輸出頭；所述第三隔離器、第三合束器、第三增益光纖以及激光輸出頭依次熔接，所述第三泵浦源與第三合束器的泵浦輸入端相連。

7.如權(quán)利要求6所述的一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，其特征在于，所述激光放大模塊為一級(jí)放大或多級(jí)放大。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明關(guān)于一種脈沖/連續(xù)一體化光纖激光器，涉及光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域。包括脈沖激光模塊、連續(xù)激光模塊、激光放大模塊和激光電控系統(tǒng)，各模塊依次熔接。脈沖激光模塊，用于產(chǎn)生脈沖激光種子；連續(xù)激光模塊，用于產(chǎn)生連續(xù)激光種子；激光放大模塊，用于對(duì)脈沖激光和連續(xù)激光進(jìn)行放大；激光電控系統(tǒng)，用于激光器供電和控制激光器工作模式。本發(fā)明具備三種激光輸出模式：脈沖激光輸出、連續(xù)激光輸出、脈沖激光和連續(xù)激光同步輸出。本發(fā)明的激光器結(jié)構(gòu)緊湊，一體化熔接，共用激光放大模塊，無(wú)任何空間結(jié)構(gòu)，工作模式切換簡(jiǎn)單，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，節(jié)約了成本。

技術(shù)研發(fā)人員：李剛,高奇,李哲,趙衛(wèi)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2