[发明专利]一种基于空芯反谐振光纤的高功率超短脉冲柔性传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种基于空芯反谐振光纤的高功率超短脉冲柔性传输系统。

背景技术

随着激光器的发展越来越迅速，激光的应用越来越广泛，激光目前的主要应用的领域有工业、医疗、商业、科研、信息和军事，所以将空间中的激光进行高效地传输就变得相当重要了，以前对于空间激光的传输是利用透镜和反射镜进行空间传输，这样进行传输的方式具有很大的局限性，由于透镜和反射镜位置的限制，这样的激光不能进行灵活的传输，这就使得激光的应用受到很大的限制，尤其是激光加工领域，需要对加工的对象进行全方位的加工，这就要求激光作用位置进行灵活的变换。

随着科学技术的发展出现了光纤，它能对光进行很好的柔性传输，随着各种新型高功率激光器与激光加工设备不断涌现，更多的激光加工设备采用光纤传输激光的方式来取代传统的镜片反射光传输方式。激光柔性传输是激光加工设备的发展趋势。

但是需要将空间中的激光耦合光纤才能进行很好地传输，特别是对于实芯光纤，传输的波长受到材料吸收的限制，传输带宽不能够很长，而且受到材料本身的影响，传输的损耗不能降低得太低，所以长距离传输会受到一定的限制，而且对于光纤材料来说具有一定的非线性，在高功率超短脉冲的传输中很容易产生非线性，所以在高功率超短脉冲的传输中也会十分受限。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于空芯反谐振光纤的高功率超短脉冲柔性传输系统，解决了现有技术中在高功率超短脉冲的传输中很容易产生非线性、传输受限的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种高功率超短脉冲柔性传输系统，包括依次设置的激光入射端、第一光纤接头、空芯反谐振光纤、第二光纤接头；所述激光入射端包括耦合装置和聚焦透镜，激光光束通过耦合装置耦合后通过聚焦透镜，所述聚焦透镜的轴线与第一光纤接头的轴线重合，所述第一光纤接头、空芯反谐振光纤、第二光纤接头依次连接。

作为优选的，所述耦合装置包括第一反射镜、第二反射镜、第一透镜、第二透镜；所述第二反射镜设于所述第一反射镜的反射光路上，所述第二反射镜的反射光路正对所述第一透镜中心，所述第一透镜、第二透镜构成望远镜系统，所述聚焦透镜设于所述第二透镜的输出光路上。

作为优选的，所述第一透镜和第二透镜同轴安装，且所述第一透镜和第二透镜的位置、间距可调。

作为优选的，所述第一反射镜、第二反射镜的位置、角度可调，所述第二反射镜的轴线与第一透镜的轴线相交。

作为优选的，所述第一光纤接头远离空芯反谐振光纤的一侧设有第一光学窗口，所述第二光纤接头远离空芯谐振光纤的一侧设有第二光学窗口。

作为优选的，所述第二光纤接头还连接有准直透镜，所述准直透镜的焦点位于所述空芯反谐振光纤的端面上。

作为优选的，所述第一光纤接头还连接有光缆插板，所述光缆插板上设有光缆插口，所述空芯反谐振光纤通过光缆插口直插在光缆插板上，所述聚焦透镜的输出光路正对所述光缆插口。

作为优选的，所述空芯反谐振光纤外侧设有水冷层，所述第一光纤接头和所述第二光纤接头上都分别设有连通所述水冷层的两个水冷接口，用于向水冷层注入和排出水。

作为优选的，所述第一光纤接头和所述第二光纤接头上都分别设有连通所述空芯反谐振光纤端面的两个气体接口，用于将气体充入或排出所述空芯反谐振光纤。

本申请提出一种基于空芯反谐振光纤的高功率超短脉冲柔性传输系统，通过将光耦合到空芯反谐振光纤中进行传输，耦合效率高，并且光是在纤芯中进行传播，纤芯中可以通过光纤连接头充入惰性气体，不会有材料的吸收和非线性效应的影响，空芯反谐振光纤具有低的损耗，宽的传输带宽，该系统还能通过光纤连接头对空芯反谐振光纤充入气体，并且光纤连接头还能对空芯反谐振光纤进行水冷，这对于高功率超短脉冲的传输来说具有很大的优点，在工业、医疗、商业、光通信和军事应用等领域有很好的应用前景。

附图说明

图1为根据本发明实施例的高功率超短脉冲柔性传输系统结构示意图；

图2为根据本发明实施例的第二光纤连接头剖面图。

附图标记：

激光光束-1 第一反射镜-2第二反射镜-3第一透镜-4

第二透镜-5 聚焦透镜-6第一光学窗口-7第一光纤接头-8

第一冷水接口-9 第一气体接口-10 第二气体接口-11

第二冷水接口-12空芯反谐振光纤-13 第三冷水接口-14