[发明专利]高功率光纤激光器功率及SBS阈值在线监测装置

说明书

本发明公开了一种高功率光纤激光器功率及SBS阈值在线监测装置。本发明中的泵浦合束器的泵浦输入光纤与渐变折射率多模光纤一端连接，渐变折射率多模光纤的另一端连接单模光纤的一端，单模光纤的另一端与光纤隔离器的输入端连接，光纤隔离器的输出端与带尾纤的光电探测器输入端相连，光电探测器输出端连接信号控制处理电路，所述信号控制处理电路通过比对监测到信号的变化关系对前级输入信号光以及泵浦源进行控制。本发明具有同时监测输出功率和受激布里渊散射阈值的功能，无需水冷，价格低廉、结构紧凑等优点。

技术领域

本发明属于光纤激光技术领域，特别涉及一种高功率光纤激光器输出功率及受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering, SBS）阈值在线监测装置。

背景技术

光纤激光器具有光束质量好、结构紧凑、体积小、散热性好，易维护等优势。自从双包层光纤及高功率泵浦源出现以来，数百瓦以上的高功率光纤激光器已广泛应用于工业加工，如钢板切割。这些工业应用的加工表面会反射部分光回激光系统使得激光输出功率有抖动，进而影响加工质量。此外高功率光纤激光器通常采用主振荡功率放大（masteroscillator power amplifier, MOPA）结构实现功率扩增，特别对于窄线宽激光器其功率扩增受限于受激布里渊散射，产生的斯托克斯光会破坏前级系统。因此十分必要对激光器的输出功率和受激布里渊散射阈值进行实时在线监测。

目前对于高功率光纤激光器的功率监测主要有（1）基于监测泵浦源输出电功率标定激光器输出光功率；（2）基于监测泵浦滤除器滤除的泵浦光标定输出光（专利CN102322945A）。前者存在泵浦源会随温度起伏以及增益光纤自身热效应会影响激光器的输出功率，特别对于光纤出现损伤无法提前预警，因而标定存在偏差，也不方便故障排查；后者需要对待剥除的双包层光纤进行处理，使用的光学固化胶承受功率能力有限，需要水冷装置，结构复杂。同时需要指出的是上述方法都不能用于监测受激布里渊散射阈值。因此，发明一种既能监测高功率光纤激光器输出功率，又能预警受激布里渊散射的结构紧凑性价比高的监测装置具有重要意义。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提出了基于监测泵浦合束器泵浦输入光纤滤除反向传输的泵浦光及高阶模光后残余的基模信号光变化关系从而对输出功率及受激布里渊散射进行实时监测的小型化结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述的技术手段：

本发明包括渐变折射率多模光纤、单模光纤、光纤隔离器、光电探测器和信号控制处理电路，泵浦合束器的泵浦输入光纤与渐变折射率多模光纤一端连接，渐变折射率多模光纤的另一端连接单模光纤的一端，单模光纤的另一端与光纤隔离器的输入端连接，光纤隔离器的输出端与带尾纤的光电探测器输入端相连，光电探测器输出端连接信号控制处理电路，所述信号控制处理电路通过比对监测到信号的变化关系对前级输入信号光以及泵浦源进行控制。

进一步说，所述的渐变折射率多模光纤有两段，用于提高耦合效率。

进一步说，所述的渐变折射率多模光纤经过拉锥处理，其锥形区端通过无芯光纤与单模光纤的一端连接。

进一步说，泵浦输入光纤至单模光纤之间的光纤固定在铝条上。

进一步说，当监控到的信号超过设定值并呈非线性变化时，说明受激布里渊散射即将激发，信号控制处理电路发出报警信号，并相应降低主级放大器的泵浦源供电电流或者直接切断；当监控到的信号小于设定值时，调整主级放大器的泵浦源以及前级输入信号光大小从而保持输出功率恒定。

本发明具有同时监测输出功率和受激布里渊散射阈值的功能，无需水冷，价格低廉、结构紧凑等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式