[发明专利]一种高功率激光光束匀化耦合装置

说明书

本发明涉及一种激光耦合装置，具体涉及一种高功率激光光束匀化耦合装置，属于激光耦合技术。包括底板以及安装于底座的入射光反射调节机构、匀光聚焦机构、标准光纤输出接头，所述匀光聚焦机构设置于所述入射光反射调节机构与所述标准光纤输出接头之间，所述入射光反射调节机构、标准光纤输出接头均与底座固定连接，所述匀光聚焦机构与底座滑动连接。本发明具有如下优点：激光光束经过匀化、聚焦后进行耦合，降低了聚焦光斑的能量密度；带有水冷与气冷双冷却结构；可用于兆瓦级峰值功率激光的耦合；可采用单束激光和单根光纤通过高损伤阈值的石英镜片耦合匀化后的大能量激光，同时避免传输光纤的损伤并提高耦合效率，简化机械结构降低制造成本。

技术领域

本发明涉及一种激光耦合装置，具体涉及一种高功率激光光束匀化耦合装置，属于激光耦合技术。

背景技术

目前，最为常用的激光耦合方案主要分为光纤自聚焦技术与光纤合束技术。其中，光纤自聚焦技术通过自聚焦透镜将入射激光耦合进光纤之中，自聚焦透镜的原理是利用透镜不同位置材质折射率的变化实现光束聚焦，由于镜片材质并不均匀也较为复杂，导致通过大功率激光时容易损伤并失效，并且大功率激光聚焦于一点时也会损坏传输光纤，因此光纤自聚焦技术仅适用于低功率激光的光纤耦合，对于高功率激光的耦合并不适用。光纤合束技术是将多束激光通过多根光纤的熔接融合为一股光纤，以此达到激光合束以及提高激光输出能量的目的，由于光纤合束技术存在多股光纤的融合难度较大，多束激光传输时损失较多，使得耦合效率降低，并且多束激光系统结构也比单束激光系统结构更复杂，使得制造成本增加。

现有技术中，用于激光光纤耦合装置的产品还不能承受兆瓦级峰值功率能量的激光，无法将这么高功率的激光直接耦合进单根光纤之中，也就无法实现高峰值功率激光的柔性传输。本发明旨在解决兆瓦级大能量短脉冲激光在向光纤耦合时存在光纤易损伤以及耦合光纤前端空气击穿的问题；通过引入折射率器件对输入激光光束进行光束匀化技术，使得输入光束更均匀，消除聚焦耦合时引入的热点对光纤材料的损伤和对空气的击穿，开发出国产化兆瓦级大能量多模短脉冲激光的高效耦合装置。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种高功率激光光束匀化耦合装置，能够克服兆瓦级大能量短脉冲激光在向光纤耦合时存在光纤易损伤以及耦合光纤前端空气击穿的弊端，该装置通过引入折射率器件对输入激光光束进行光束匀化，使得输入光束更均匀，进而消除了聚焦耦合时引入的热点对光纤材料造成损伤以及对耦合光纤前端空气击穿的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种高功率激光光束匀化耦合装置，其采用的技术方案如下：

一种高功率激光光束匀化耦合装置，包括底板以及安装于底座的入射光反射调节机构、匀光聚焦机构、标准光纤输出接头，所述匀光聚焦机构设置于所述入射光反射调节机构与所述标准光纤输出接头之间，所述入射光反射调节机构、标准光纤输出接头均与底座固定连接，所述匀光聚焦机构与底座滑动连接。

优选的，所述入射光反射调节机构包括固连在所述底板上的底座以及与所述底座固定连接的反射基座，在所述反射基座的前后两端分别固定安装有一个反射镜固定板，在所述反射镜固定板中心孔内安装有反射镜压簧，所述反射镜压簧底部固定连接有一片反射镜片，所述反射基座在所述底座上倾斜设置，且所述反射基座内开设有光束通道，该光束通道为两次90度角折弯并且安装的两个反射镜片与通道均呈45度角安装，保证射出的激光光束与入射的激光光束平行，所述反射镜固定板上安装有三个用于调节反射镜固定板空间角度的调节旋钮。