模块化的光纤耦合激光系统及其制作方法技术方案

本发明专利技术公开一种模块化的光纤耦合激光系统，其包括一个激光振荡器，至少一个前置光纤放大器和至少一个自由空间固态功率放大器。激光振荡器的输出端与至少一个前置光纤放大器或至少一个自由空间固态功率放大器的输入端光纤耦合。至少一个前置光纤放大器的输入或输出端与至少一个自由空间固态功率放大器的输出或输入端光纤耦合。本发明专利技术所提供的模块化的光纤耦合激光系统是一种能灵活装配前置光纤放大器和自由空间固态功率放大器的高功率激光系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模块化的光纤耦合激光系统，更具体的说，由激光振荡器、前置光纤放大器和自由空间的固态功率放大器所组成的模块化的光纤耦合激光系统。技术背景高功率激光器广泛应用于切割、焊接和折皱金属和聚合物材料。高峰值功率和纳秒激光脉冲能够高效地对材料进行打标和雕刻。高功率的激光和良好的光束质量能够获得更干净的切边和更快的加工速度。一个高功率激光系统包括一个振荡器，多级前置光纤放大器和自由空间固态功率放大器。振荡器决定了激光波长、脉冲宽度和重复频率，而光纤放大器将激光功率提高到所需的量级。高功率激光器最后一个模块是自由空间固态放大器，其将从前置光纤放大器接收到的激光束再次放大。在目前的高功率激光系统中，经过前置光纤放大器的激光束在自由空间中传输并进入自由空间固态功率放大器。前置光纤放大器和自由空间固态功率放大器之间的准直要求非常严格，近似0.1度的倾斜角也可以让激光输出功率大大降低。因此，无需严格准直的高功率激光系统是人们期望所得到的。前置光纤放大器和自由空间固态功率放大器的位置需固定，使其保持必需的准直，但两者位置设定的有效空间往往不够或不合适。因此，能灵活装配前置光纤放大器和自由空间固态功率放大器的高功率激光系统也是人们期望所得到的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种模块化的光纤耦合激光系统以解决现有技术的缺陷。为了解决上述问题，本专利技术提供一种模块化的光纤耦合激光系统，其包括：一个激光振荡器；至少一个前置光纤放大器；和至少一个自由空间固态功率放大器；其中，激光振荡器的输出端与至少一个前置光纤放大器或至少一个自由空间固态功率放大器的输入端光纤耦合；其中，至少一个前置光纤放大器的输入或输出端与至少一个自由空间固态功率放大器的输出或输入端光纤耦合。优选地，所述模块化的光纤耦合激光系统还包括激光振荡器，该激光振荡器包括：一个泵浦源，用于发射泵浦光；一个增益光纤，用于吸收泵浦光和产生激光；一个波长选择性反射器和一个可饱和吸收镜形成激光腔体；一个Y型耦合器，用于耦合泵浦光和增益光纤；和一个功率分配器，用于输出激光；其中，产生的激光被光纤耦合入至少一个前置光纤放大器或至少一个自由空间固态功率放大器的输入端。优选地，Y型耦合器是一个波分复用器(WDM)。优选地，波长选择性反射器是一个光纤布拉格光栅。优选地，所述模块化的光纤耦合激光系统还包括前置光纤放大器，该前置光纤放大器包括：一个泵浦源，用于发射泵浦光；一个增益光纤，用于吸收泵浦光和放大入射的激光；一个Y型耦合器，用于耦合泵浦光到增益光纤；一个输入耦合光纤，用于输入入射的激光；和一个输出耦合光纤，用于输出放大的激光；其中，入射的激光被光纤耦合输入前置光纤放大器，和放大的激光被光纤耦合输出前置光纤放大器。优选地，Y型耦合器是一个波分复用器(WDM)。优选地，所述模块化的光纤耦合激光系统还包括自由空间固态功率放大器，该自由空间固态功率放大器包括：一个固态激活介质，用于放大入射的激光；一个聚焦透镜，用于将入射的激光聚焦到固态激活介质；多个反射器，用于使入射激光能多次通过固态激活介质；一个泵浦源，用于发射泵浦光；固态激活介质的后镜，用于反射入射激光和通过泵浦光；一个输入耦合光纤，用于输入入射的激光；和一个输出耦合光纤，用于输出激光；其中，后镜对泵浦光的波长通过，反射入射的激光波长；其中，入射的激光被光纤耦合输入自由空间固态功率放大器，和输出的激光被光纤耦合输出自由空间固态功率放大器。优选地，所述自由空间固态功率放大器进一步包括：一个第一光纤耦合透镜，用于准直入射耦合光纤里的入射激光；和一个第二光纤耦合透镜，用于聚焦输出激光到输出耦合光纤。优选地，固态激活介质是固态晶体、固态棒和固态碟片中的一种。优选地，多个反射器包括棱镜。优选地，泵浦源是一种激光二极管或LED。本专利技术还提供一种自由空间固态功率放大器，其包括：一个固态激活介质，用于放大入射的激光；一个聚焦透镜，用于将入射的激光聚焦到固态激活介质；多个反射器，用于使激光能多次通过固态激活介质；一个泵浦源，用于输出泵浦光；固态激活介质的后镜对泵浦光的波长通过，反射入射的激光波长；一个输入耦合光纤，用于输入入射的激光；和一个输出耦合光纤，用于输出出射的激光；其中，后镜对泵浦光的波长通过，反射入射的激光波长；其中，入射的激光被耦合入射自由空间功率放大器，和输出的激光被耦合输出自由空间固态功率放大器。优选地，所述自由空间固态功率放大器进一步包括：一个第一光纤耦合镜，用于将由入射耦合光纤输入的激光准直；和一个第二光纤耦合镜将输出的激光聚焦到输出耦合光纤。优选地，固态激活介质是固态晶体、固态棒和固态碟片中的一种。优选地，多个反射器包括棱镜。优选地，泵浦源是一种激光二极管或LED。本专利技术还提供一种制作模块化的光纤耦合激光系统的方法，其包括：提供一个激光振荡器；提供至少一个前置光纤放大器；和提供至少一个自由空间固态功率放大器；其中，激光振荡器的输出端与至少一个前置光纤放大器或至少一个自由空间固态功率放大器的输入端光纤耦合；至少一个前置光纤放大器的输入或输出端与至少一个自由空间固态功率放大器的输出或输入端光纤耦合。优选地，所述的制作模块化的光纤耦合激光系统的方法，进一步包括：提供一个固态激活介质，用于放大入射的激光；提供一个聚焦透镜，用于将入射的激光聚焦到固态激活介质；提供多个反射器，用于使入射激光能多次通过固态激活介质；提供一个泵浦源，用于发射泵浦光；提供一个固态激活介质的后镜，用于反射入射激光和通过泵浦光；提供一个输入耦合光纤，用于输入入射的激光；提供一个输出耦合光纤，用于输出激光；入射的激光被光纤耦合输入自由空间固态功率放大器；和输出的激光被光纤耦合输出自由空间固态功率放大器；其中，后镜对泵浦光的波长通过，反射入射的激光波长。优选地，所述的制作模块化的光纤耦合激光系统的方法，进一步包括：提供一个第一光纤耦合镜，用于将由入射耦合光纤输入的激光准直；和提供一个第二光纤耦合镜将输出的激光聚焦到输出耦合光纤。本专利技术所提供的模块化的光纤耦合激光系统是一种能灵活装配前置光纤放大器和自由空间固态功率放大器的高功率激光系统。附图简要说明本专利技术非限制和非详尽的特征根据以下的图例去描述，其中参考序号指的是贯穿整篇文章的各个部分，除非另有说明。根据本专利技术的一个实施例，图1显示的是一个模块化的光纤耦合激光系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于，包括：一个激光振荡器；至少一个前置光纤放大器；和至少一个自由空间固态功率放大器；其中，激光振荡器的输出端与至少一个前置光纤放大器或至少一个自由空间固态功率放大器的输入端光纤耦合；其中，至少一个前置光纤放大器的输入或输出端与至少一个自由空间固态功率放大器的输出或输入端光纤耦合。

【技术特征摘要】
2015.03.18 US 14/545,0331.一种模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于，包括：
一个激光振荡器；
至少一个前置光纤放大器；和
至少一个自由空间固态功率放大器；
其中，激光振荡器的输出端与至少一个前置光纤放大器或至少一个自由空
间固态功率放大器的输入端光纤耦合；
其中，至少一个前置光纤放大器的输入或输出端与至少一个自由空间固态
功率放大器的输出或输入端光纤耦合。
2.如权利要求1中所述的模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于：还包
括激光振荡器，该激光振荡器包括：
一个泵浦源，用于发射泵浦光；
一个增益光纤，用于吸收泵浦光和产生激光；
一个波长选择性反射器和一个可饱和吸收镜形成激光腔体；
一个Y型耦合器，用于耦合泵浦光和增益光纤；和
一个功率分配器，用于输出激光；
其中，产生的激光被光纤耦合入至少一个前置光纤放大器或至少一个自由
空间固态功率放大器的输入端。
3.如权利要求2中所述的模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于：Y型
耦合器是一个波分复用器(WDM)。
4.如权利要求2中所述的模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于：波长
选择性反射器是一个光纤布拉格光栅。
5.如权利要求1中所述的模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于：还包
括前置光纤放大器，该前置光纤放大器包括：
一个泵浦源，用于发射泵浦光；
一个增益光纤，用于吸收泵浦光和放大入射的激光；
一个Y型耦合器，用于耦合泵浦光到增益光纤；
一个输入耦合光纤，用于输入入射的激光；和
一个输出耦合光纤，用于输出放大的激光；
其中，入射的激光被光纤耦合输入前置光纤放大器，和放大的激光被光纤
耦合输出前置光纤放大器。
6.如权利要求5中所述的模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于：Y型
耦合器是一个波分复用器(WDM)。
7.如权利要求1中所述的模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于：还包
括自由空间固态功率放大器，该自由空间固态功率放大器包括：
一个固态激活介质，用于放大入射的激光；
一个聚焦透镜，用于将入射的激光聚焦到固态激活介质；
多个反射器，用于使入射激光能多次通过固态激活介质；
一个泵浦源，用于发射泵浦光；
固态激活介质的后镜，用于反射入射激光和通过泵浦光；
一个输入耦合光纤，用于输入入射的激光；和
一个输出耦合光纤，用于输出激光；
其中，后镜对泵浦光的波长通过，反射入射的激光波长；
其中，入射的激光被光纤耦合输入自由空间固态功率放大器，和输出的激
光被光纤耦合输出自由空间固态功率放大器。
8.如权利要求7中所述的模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于：所述

\t自由空间固态功率放大器进一步包括：
一个第一光纤耦合透镜，用于准直入射耦合光纤里的入射激光；和
一个第二光纤耦合透镜，用于聚焦输出激光到输出耦合光纤。
9.如权利要求7中所述的模块化的光纤耦合激光系统，其特征在于：固态
激活...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓杰，何淳，
申请(专利权)人：深圳英诺激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44