一种高功率光纤激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种高功率光纤激光器，包括聚光组件、若干发生器和调位组件，以聚光组件中轴线为光轴，发生器和调位组件分别以光轴为轴线圆周均布，发生器和调位组件数量相同并圆周角度位置一一对应，发生器朝向聚光组件发射单束激光，调位组件调整穿过其的单束激光并调整相对于光轴的径向距离，通过调位组件后的所有激光束处于同一以光轴为轴的中心圆上，聚光组件将所有激光束圆周径向向内压缩后输出。组件将所有激光束圆周径向向内压缩后输出。组件将所有激光束圆周径向向内压缩后输出。

【技术实现步骤摘要】
一种高功率光纤激光器


[0001]本专利技术涉及激光器
，具体为一种高功率光纤激光器。

技术介绍

[0002]光纤激光器是新型的切割或者焊接加热工具，其还能够用作表面刻字、表面处理等等工况。
[0003]在一些场合使用时，激光器需要很大的功率，例如焊接或表面精加工。目前大功率光纤激光器的核心部件激光泵浦单元能量转换效率有限，提高单束激光则发生器需要较大的谐振腔以及较大颗粒的激发介质，而且，提高单个发生器的功率容易引起发热量的快速升高，单束较大功率的激光不好设计其发生器的散热结构，而小功率的单束激光则性能较低不能满足使用。
[0004]现有技术出现了多束激光合并输出的激光器，但是，这些激光器一般都只是将多束激光进行聚拢，然后压缩光斑进行输出，当每个激光发生器的激光输出位置发生轻微位移或者发生器安装不准确，则合并后的激光光斑内，激光的功率分布并不均匀，其光功率在光斑分布范围内比不上单一的激光，从而影响激光器的实际使用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高功率光纤激光器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种高功率光纤激光器，包括聚光组件、若干发生器和调位组件，以聚光组件中轴线为光轴，发生器和调位组件分别以光轴为轴线圆周均布，发生器和调位组件数量相同并圆周角度位置一一对应，
[0008]发生器朝向聚光组件发射单束激光，调位组件调整穿过其的单束激光并调整相对于光轴的径向距离，通过调位组件后的所有激光束处于同一以光轴为轴的中心圆上，聚光组件将所有激光束圆周径向向内压缩后输出。
[0009]发生器向外发射单束的激光，单束激光功率较低，不能满足使用，而多个发生器分别发射激光进行收拢的话，容易出现激光光斑内功率不均匀的现象，因为若干个发生器在制造与安装时，很难保证发射出去的激光处于同一圆周上，而且，随着使用的进行，有时候激光器安装位置的一些振动也会导致单束激光轻微偏离预期位置，而聚光组件只会将其接收的激光径向收拢，不会去调整径向均匀性，所以，容易发生功率分布不均匀的情况，对于一些高精的激光切割、焊接场合，容易导致非预期的故障。本申请在每个发生器的光路后方设置调位组件，调位组件分别去调整每束激光相对于光轴的径向位置，让所有的激光束圆周分布均匀，从而在激光光斑上或者圆周均匀度，在本申请后续的分析过程中，未特殊注明的，径向在内、径向在外均指以光轴为轴线。
[0010]进一步的，调位组件包括平光透镜、转轴、安装座，平光透镜两端面分别设置转轴，
转轴旋转安装在安装座上，转轴轴线与光轴垂直，转轴轴线还与所有调位组件所在的中心圆相切，
[0011]平光透镜的入光一面倾斜朝向发生器。
[0012]平光透镜转动安装，当平光透镜倾斜靠近发生器的一端进一步靠向发生器时，则发生器发出的单束激光在穿过该平光透镜后，该单束激光将向倾斜靠近发生器的一端平移一小段距离，如果所有的调位组件都是径向在外的一端靠近发生器，则上述调节使用在该单束激光需要径向向外平移一段距离的场合，平移距离与平光透镜转动的角度有关。
[0013]进一步的，调位组件还包括感光丝和感温簧片，感光丝有两根，感光丝、转轴处于同一平面上且该平面平行于平光透镜的入光平面，两根感光丝与转轴距离相等，
[0014]安装座朝向平光透镜的端面上设置两条弧形槽，弧形槽以转轴为轴线布置，感光丝延伸至弧形槽内，感温簧片分别设置在弧形槽内，感温簧片一端抵住弧形槽靠近发生器的一端，感温簧片另一端抵住感光丝端部。
[0015]感光丝可以在平光透镜内感受激光信号，靠近单束激光中心线的一根感光丝受热大，从而传导到相应的感温簧片上，以该束激光需要径向向外平移为例，径向在内感光丝受热大，从而与其接触的感温簧片受热胀开，平光透镜径向在外的一端朝向发生器转动，从而将穿过平光透镜的光径向向外平移一段距离，在平光透镜内重新形成的光路，该束激光的中心线与两根感光丝的距离相等，从而平光透镜在该处位置稳定。
[0016]进一步的，调位组件还包括复位弹簧和隔热垫，复位弹簧一端抵住弧形槽远离发生器的一端，复位弹簧另一端通过隔热垫抵住感光丝的端部。在激光器因为振动等原因而需要调整发生器发射激光的径向位置后，振动消除，则平光透镜也需要复位，两个复位弹簧和温度降低后的两个感温簧片在初始位置形成平衡。
[0017]进一步的，聚光组件包括一凸一凹的两个透镜，两个透镜各自远离发生器的焦点向重合，其中的凸透镜靠近发生器。若干束平行的激光先行通过聚光组件的凸透镜部分朝向其焦点聚焦，在穿过聚光组件凹透镜位置时重新转为平行光。
[0018]进一步的，激光器还包括平移收束透镜，平移收束透镜在光路上位于调位组件和聚光组件之间，平移收束透镜为带厚度的圆锥饼形，平移收束透镜的锥尖朝向发生器，平移收束透镜的回转轴为光轴。
[0019]平移收束透镜用作将圆周分布的激光束径向向内“平移收拢”，区别于透镜组实现的“压缩收拢”，圆锥饼形的平移收束透镜，单根光线在穿过平移收束透镜的穿过截面上，除去“死区”位置外，单根光平行于光轴进入，平行于光轴射出，死区是最靠近光轴的入光区域，平移收束透镜单个截面上将光平移导流的平移量决定了死区大小。
[0020]平移收拢可以在不压缩单束激光光斑的情况下，实现每束激光径向向内的平移。
[0021]进一步的，激光器还包括集束调节组件，集束调节组件设置在调位组件和平移收束透镜之间，集束调节组件用于调整圆周分布的若干束激光的中心圆半径。即，集束调节组件实现聚光组件相类似的聚光效果，但是，相比于聚光组件径向向内压缩量的不可调性，集束调节组件需要实现圆周分布的激光向内聚拢的聚拢量调整，以便将每束激光的聚拢到后续平移收束透镜的死区外，从而在穿过平移收束透镜后，每束激光平移聚拢后重合度最大。
[0022]进一步的，集束调节组件包括第一凸透镜、第二凸透镜、第一凹透镜，第一凸透镜、第二凸透镜、第一凹透镜从调位组件往平移收束透镜依次布置，第一凸透镜、第二凸透镜、
第一凹透镜各自轴线与光轴重合，
[0023]第一凸透镜、第二凸透镜共同构成的透镜组在远离发生器一侧的焦点与第一凹透镜远离发生器一侧的焦点重合，第一凸透镜、第二凸透镜间距可调，第二凸透镜和第一凹透镜间距可调。
[0024]分别调整第一凸透镜、第二凸透镜、第一凹透镜之间的距离，可以让同一圆周激光束组聚拢成不同中心圆直径的激光束组，具体的压缩收窄光路分析可以结合现有技术凸透镜凹透镜进行分析，从而在后续平移收束透镜获得最大重合度的平移聚拢。
[0025]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术通过调位组件分别感知发生器发出的激光，以单束激光的中心线为感知对象进行调整，分别将每束激光的中心线调整到同一个以光轴为轴线的中心圆上，之后，通过集束调节组件压缩聚拢激光束，调整中心圆直径，然后通过圆锥饼形的平移收束透镜进行激光的平移聚拢，在光轴线上附近获得最大的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率光纤激光器，其特征在于：所述激光器包括聚光组件(5)、若干发生器(1)和调位组件(2)，以所述聚光组件(5)中轴线为光轴(100)，所述发生器(1)和调位组件(2)分别以光轴(100)为轴线圆周均布，发生器(1)和调位组件(2)数量相同并圆周角度位置一一对应，所述发生器(1)朝向聚光组件(5)发射单束激光，所述调位组件(2)调整穿过其的单束激光并调整相对于光轴(100)的径向距离，通过调位组件(2)后的所有激光束处于同一以光轴(100)为轴的中心圆上，所述聚光组件(5)将所有激光束圆周径向向内压缩后输出。2.根据权利要求1所述的一种高功率光纤激光器，其特征在于：所述调位组件(2)包括平光透镜(21)、转轴(23)、安装座(24)，所述平光透镜(21)两端面分别设置转轴(23)，所述转轴(23)旋转安装在安装座(24)上，所述转轴(23)轴线与光轴(100)垂直，转轴(23)轴线还与所有调位组件(2)所在的中心圆相切，所述平光透镜(21)的入光一面倾斜朝向发生器(1)。3.根据权利要求2所述的一种高功率光纤激光器，其特征在于：所述调位组件(2)还包括感光丝(22)和感温簧片(25)，所述感光丝(22)有两根，感光丝(22)、转轴(23)处于同一平面上且该平面平行于平光透镜(21)的入光平面，两根感光丝(22)与转轴(23)距离相等，所述安装座(24)朝向平光透镜(21)的端面上设置两条弧形槽(241)，所述弧形槽(241)以转轴(23)为轴线布置，所述感光丝(22)延伸至弧形槽(241)内，所述感温簧片(25)分别设置在弧形槽(241)内，感温簧片(25)一端抵住弧形槽(241)靠近发生器(1)的一端，感温簧片(25)另一端抵住感光丝(22)端部。4.根据权利要求3所述的一种高功率光纤激光器，其特征在于：所述调位组...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建武，刘进辉，
申请(专利权)人：光惠上海激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：