[发明专利]大功率光纤激光器光纤头保护装置及温度性能优化方法

说明书

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种大功率光纤激光器光纤头保护装置及温度性能优化方法，本发明的保护装置是一种在耦合器的内部放置一个温度传感器和一个光开关，在激光发射端放置功率调整装置的装置。光纤的耦合情况可通过耦合器的温度来判断，当大功率激光外泄时必然会导致耦合器温度上升，经过温度传感器采集温度信号后自动对发射功率进行调整，更精准控制使装置温度在目标温度以下，光纤头继续工作，同时避免光纤头被损坏。目标温度是耦合器装置的上限温度。当耦合器温度过大时，温度传感器可控制光开关关闭电路，并且对操作人员示警，可避免光纤头的烧坏。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种大功率光纤激光器光纤头保护装置及温度性能优化方法。

背景技术

光纤的连接需要使用光纤耦合器进行耦合，常见的光纤耦合器有FC、SC等形式。但是由于耦合器的制造工艺水平有限，不可避免出现某些损耗。

当连接的两个光纤头出现轴向位移、连接间隔、倾斜错位或者截面不平整等情况时，就会导致激光溢出外泄。普通激光信号的损耗不会造成器件的损坏，一般都为信号的丢失和不稳定。而大功率激光器输出的光纤头在耦合时如果出现了严重的溢出外泄，则会直接导致光纤头发热。光纤头通常由陶瓷等材质制成，在高温下有可能被烧毁。光纤内径通常非常小，尤其单模光纤典型内径只有9um，一旦孔径位置有熔断或者碳化，会直接影响到激光的输出功率以及稳定性。这个发明的新颖性主要表现在，激光发射功率与光纤头的温度有着因果关系。

现有技术就是提高光纤耦合器的制造精度，尽量保证两个光纤头的耦合，但良品率较低。正常购买的耦合器都需要反复筛选，能保证高质量耦合效率的耦合器比例很小。常规情况下大家不注意耦合器的质量，原因两个主要方面：1.常见光纤都不是针对大功率激光使用的，烧毁的现象很少。2.通常情况下，即使耦合器出现故障导致光纤头烧毁，也不过是损失两条光纤，成本较低。但是大功率光纤激光器的输出光纤头则不然，因为功率大，所以烧毁的情况时有发生，且激光器的输出光纤头是经过光纤直接连接激光器内部的，这个光纤是很难更换的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种大功率光纤激光器光纤头保护装置及温度性能优化方法，本发明旨在当光纤头处存在激光外泄时，光纤头依然可以维持正常工作状态，最大优化性能，同时也避免大功率光纤激光器输出光纤头的损坏，通过功率设定装置对激光发射功率进行对应的调整。当激光发射功率设定被调整至较低水平时，此时整体的激光发射性能也会降低。所以为了提供效率，当满足光纤头的温度保持在温度阈值之下时，利用动态算法是一个最优选择。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种大功率光纤激光器光纤头保护装置，包括保护装置，其特征在于：将光纤耦合在所述保护装置上，所述保护装置在耦合器的内部放置温度传感器和光开关，并在激光发射端放置功率调整装置；所述功率调整装置中的接收器将接收到的温度信号发送至处理器，处理器处理所接到的信号，并存储在存储器中的数据库中。

优选的，所述存储器数据库中存储着当前温度和先前温度，采样器监控获取采样温度，并且检测温度触发事件以及在检测到温度触发时间时。

优选的，所述温度触发事件是当前温度高于触发温度并且低于接触温度。

优选的，所述保护装置利用功率限制单元保证光纤头的温度保持在目标限制内，其元件功率设定模块基于对应的功率限制调整元件的每一功率设定。

优选的，所述的每一元件的功率设定被发送至当前功率模块，输出当前功率至总功率限制模块，每一元件产生的热量可被传感器检测到，传感器可获取不同的温度信息。

优选的，当前温度高于配置的触发温度时，温度跃升较大，温度裕量较小，保护装置作出大的功率调整以快速降低温度。

优选的，当前温度高于触发温度时，温度跃升小，功率设定轻微改变。