[发明专利]高功率光纤激光器关键点保护装置

说明书

技术领域

本发明是高功率光纤激光器关键点保护装置，属于光纤激光技术领域，尤其涉及高功率全光纤激光器领域。

技术背景

高功率全光纤激光器具有光束质量好，转换效率高，集成度高等优势在工业，军事领域有着广泛的应用。现代工业加工和军事战术武器需要光纤激光器的输出功率达到千瓦级以上乃至万瓦量级。

然而在千瓦级或更高功率的光纤激光器的生产需要突破很多的核心技术，如高功率核心器件的制备，关键发热点的保护，返回光的保护，光电联动控制等，这些技术大多数为国外少数公司掌握，如IPG，罗芬，SPI等。国产高功率光纤激光器功率指标要达到国际先进水平必须掌握这一系列的关键技术。

高功率光纤激光器所采用的光纤具有比表面积大，散热性能好的优势，但是一些关键点，如增益光纤与全光纤器件的熔点位置，由于其发热量大，其发热面积小，所以这些关键点的热负载高，严重时会导致光纤烧毁。一旦熔点位置烧毁，其中传输的高功率激光会沿着光纤快速的烧毁光纤，几秒钟的时间就可能将整个全光纤系统烧毁，严重时也会给半导体激光器带来不可逆损伤。一般双包层光纤的氟化物涂覆层可承受的温度只有80℃，超过这个温度氟化物涂覆层会逐渐融化乃至烧毁。而熔点的涂覆层是熔接完成后再涂覆的，远不如未处理的双包层光纤的涂覆层的一致性好，所以对于一些关键位置熔点的保护尤为重要。在高功率光纤激光器设计时应减少熔点个数，提高集成度，但是增益光纤与全光纤器件，全光纤器件之间存在熔点不可避免。如谐振腔中光纤光栅与增益光纤之间的熔点，光栅与泵浦合束器之间的熔点，放大器中泵浦合束器和增益光纤之间的熔点。由于高功率全光纤激光器在全封闭的光纤波导中传输激光，如光纤有任何一个点损坏，整个光纤激光器都无法工作乃至烧毁，风险高，损坏成本巨大。所以对其中的关键点的保护尤为重要。目前商业化的高功率光纤激光器中关键熔点经过稳定性测试以后直接装机，对其中关键点在光纤激光器使用过程中的监控很少。高功率光纤激光器在工业环境中使用时，会遇到震 动，潮湿，湿度大等一系列不利因素，这些因素有可能会破坏其工作时的各个部分的热平衡。

发明内容

本发明的目的是为了解决技术背景中存在的问题以及目前高功率全光纤器件存在的技术缺陷，提供一种高功率全光纤激光器中关键熔点保护装置，使得高功率光纤激光器在使用过程中各关键熔点位置的运行状态可监控，关键熔点位置温度超出安全值达到警戒值时可及时自动关断激光电源保护光路。

高功率光纤激光器关键点保护装置，包括一根光纤1，其上含一个熔点位置2，其特征在于，将导热导光胶4包裹在以熔点位置2为中心的光纤1的周围，并均匀分布，并将包裹导热导光胶4的光纤1一起安装在散热底板3上，在光纤1的一侧的导热导光胶4上方中间位置安装有压力传感器5，在光纤1的另一侧的导热导光胶4上方一端、中间和另一端分别安装第一微型温度传感器6、第二微型温度传感器7和第三微型温度传感器8，压力传感器5、第一微型温度传感器6、第二微型温度传感器7和第三微型温度传感器8分别与报警器9连接，报警器9又与激光电源控制器10连接。

在散热底板(3)下表面安装有冷却水通道。

从技术方案看，本发明的有益效果是：

1、高功率光纤激光器关键点的保护装置实现全自动保护关键熔点，可以根据光纤输出功率不同而制定不同的报警温度值，一般不高于80℃。出现设定的警戒温度值时报警器9会及时发送关断电源指令到激光电源控制器10，能够及时关断激光电源，保护关键熔点避免热负载损伤。

2、该保护装置不但能够提供及时的保护，而且还带有潜在风险预警作用，导热导光胶4出现融化，压力传感器5会出现不为零数值，报警器9中会给出预警提示，以及时对其中出现的隐患给与排除。

3、该保护装置集监测和保护功能于一体，通过保护装置实现光电联动控制，在激光出现问题时及时断电保护，安全可靠。

4、该保护装置可以并联使用，可以对高功率全光纤激光器的所有关键点加以保护，将所有的关键熔点的温度数据和压力数据采集到报警器9中，进行序号排列，根据显示的数值可以知道对于哪个位置熔点，实现全系统监控。

附图说明

图1.本发明结构示意图。

具体实施方式