[发明专利]一种用于光谱合成的激光输出头及制造方法

说明书

一种用于光谱合成的激光输出头及制造方法，通过光缆将激光传能光纤并排，石英端帽的出射端镀有增透膜，将激光传能光纤做好包层光剥除器，石英端帽与激光传能光纤熔接，包层光剥除器密封在石英管里，石英管固定在金属套管及金属堵头里；金属套管与金属堵头之间设有用于流通冷却水的间隙；水冷接头与金属套管密封固定，激光传能光纤与金属堵头通过胶水固定，金属固定件与金属套管固定，铠缆固定件金属套管固定。通过多束激光传能光纤阵列与石英端帽熔接，可减小光纤端面的功率密度，承受更高的激光功率；端帽输出端安装有准直透镜，可获得多光路准直输出。光纤束紧密排列器件整体结构紧促，便于阵列规模拓展，可获得更高激光功率的合束输出。

技术领域

本发明涉及光纤激光技术领域，尤其涉及一种用于光谱合成的激光输出头及制造方法。

背景技术

自半导抽运技术和双包层光纤技术问世以来，光纤激光技术发展迅速，已广泛应用于民用和国防领域。随着光纤激光技术的不断发展，光纤激光器输出的功率越来越高，但是受到光纤非线性效应、热效应和模式不稳定效应，进一步提升单纤输出激光功率面临极大挑战。

为了解决这个问题，可以通过采用多层介质膜衍射光栅的激光光谱合成技术来实现多路激光光束的叠加，获得更高功率的输出和优质的光束质量。具体做法是将N路不同中心波长的子束激光通过准直器准直输出，输出的光束以不同的特定角度入射至多层介质膜光栅上的同一点，即可实现多路光束的同方向输出，从而达到多路光束的光谱合束。传统的准直器因为单元体积较大的原因，组成的激光阵列光谱合束系统体积很大，光束容易抖动，不能应用于实际工业生产；并且限制了合成子路数的增加，不能实现阵列规模的拓展，限制了总输出功率的提升。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和问题，本发明提供一种用于光谱合成的激光输出头及制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于光谱合成的激光输出头，包括石英端帽1、包层光剥除器6、激光传能光纤19及外封组件；通过并排端面对齐的方式将两根以上的激光传能光纤19并排排列，石英端帽1的出射端镀有增透膜，将激光传能光纤做好包层光剥除器6，石英端帽1与做好包层光剥除器6的激光传能光纤19熔接，包层光剥除器6密封在石英管5里面，石英管5固定在金属套管3及金属堵头11里面；金属套管3与金属堵头11之间设有用于流通冷却水的间隙；水冷接头12与金属套管3密封固定，激光传能光纤19与金属堵头11通过胶水固定呈一体，金属固定件10与金属套管3固定呈一体，铠缆固定件9金属套管3固定呈一体。

一种用于光谱合成的激光输出头的制造方法，包括以下步骤：准备两根以上的激光传能光纤19，将激光传能光纤19的前端剥除长度5cm的涂覆层；将激光传能光纤19排列成一排，端面对齐后固定；将激光传能光纤19与石英端帽1通过大芯径光纤熔接机熔接；将剥除涂覆层的激光传能光纤19用包层表面处理的方式做包层光剥除器；将石英管5密封在金属套管3，两端进行密封；将光阑17用光阑顶圈18固定在金属套管3内；将金属堵头11用第二定位螺丝8固定在金属套管3上；熔接好石英端帽1和两根以上激光传能光纤19传入组装好金属堵头的金属套管内；将金属导电环14与第二绝缘环15进行组装；将第一绝缘环13、组装好的金属导电环14和第二绝缘环15、第三绝缘环16、金属卡扣2、水冷接头12、金属固定件10及铠缆固定件9组装在金属套管3上；将金属卡扣2用第一定位螺丝4固定在金属套管3上。

本发明和现有技术相比，其优点在于：本发明提供的光纤激光输出头通过多束激光传能光纤阵列与一个石英端帽熔接，可以减小光纤端面的功率密度，承受更高的激光功率；端帽输出端安装有特制的准直透镜，可以获得多光路准直输出。由于光纤束紧密排列器件整体结构紧促，便于阵列规模拓展，可以获得更高激光功率的合束输出。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明