[发明专利]高功率全光纤脉冲光纤激光器系统

说明书

一种高功率全光纤脉冲光纤激光器系统，包含至少两个激光器模块，每个激光器模块的输入端与总电控模块相连，每个激光器模块的输出端与激光合束模块的输入端相连，该激光合束模块的输出端与激光匹配装置相连，所述的总电控模块接收上位机控制指令，控制系统运行，该总电控模块输出参考时钟信号至各激光器模块，并通过激光合束模块后输出，所述的激光匹配装置采集系统最后输出级的光参数，并反馈至所述的总电控模块。本发明采用多个脉冲激光器合束利用相位补偿来获取大能量脉冲激光。

技术领域

本发明涉及激光、电子技术领域，特别是一种高功率全光纤脉冲光纤激光器系统。

背景技术

光纤激光器是指掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，而脉冲光纤激光器是指通过锁模技术，调Q技术和脉冲种子源放大技术实现脉冲光输出的光纤激光器。光纤激光器具有结构简单，运行可靠等优点，针对脉冲激光器应用领域传统的调Q技术脉宽配置不灵活，因而MOPA激光器优势更明显，但大功率下的非线性以及信号前沿的高增益抑制都比较困难，致使激光器运行不可靠，难以实现大能量脉冲输出，国产化程度不高；同时受器件频率响应特性的制约，难以输出高重复频率。

发明内容

针对背景技术中所述的问题，本发明提供一种高功率全光纤脉冲光纤激光器系统，采用多个脉冲激光器合束利用相位补偿，获得稳定的高功率的脉冲光。

本发明的技术解决方案如下：

一种高功率全光纤脉冲光纤激光器系统，其特点在于，包含至少两个激光器模块，每个激光器模块的输入端与总电控模块相连，每个激光器模块的输出端与激光合束模块的输入端相连，该激光合束模块的输出端与激光匹配装置相连，所述的总电控模块接收上位机控制指令，控制系统运行，该总电控模块输出参考时钟信号至各激光器模块，并通过激光合束模块后输出，所述的激光匹配装置采集系统最后输出级的光参数，并反馈至所述的总电控模块。

所述的激光器模块包括精度可配置延时单元、子电控模块、振荡器及其驱动单元、光纤放大器及其驱动单元、激光匹配装置和运行状态监控装置，以及与该运行状态监控装置外接的温度检测装置、湿度检测装置、电压检测装置、电流检测装置和断线检测装置；

所述的高精度可配置延时单元对输入信号进行检测，检测该时钟信号上升沿，并做一个预设延时后输出该时钟信号至所述的子电控模块，该子电控模块控制所述的振荡器的驱动单元按照与该时钟信号频率一致占空比预设值输出电信号驱动荡器输出信号光，同时控制所述的驱动单元输出驱动电流给光纤放大器，该电流大小由子电控模块输出的模拟电压信号设定，所述的光振荡器输出的信号光经光纤放大器放大后输出，所述的激光匹配装置与光纤放大器的输出光纤出在空间位置上耦合，检测辐射出的光强度，并转换成电信号，反馈激光输出状态至所述的运行状态监控装置，该运行状态监控装置能对异常进行快速判断，并反馈至子电控模块，所述的子电控模块通过总线与所述的总电控模块交换数据。

进一步的，还包括设置在总电源输入电路上的电流检测装置，该电流检测装置与总电控模块相连，用于检测总电源输入电路并对异常做快速响应。

所述的电流检测装置通过总电控模块电力驱动装置与所述的总电控模块相连，通过各个激光器模块电器驱动装置与相对应的各激光器模块相连。

所述的总电控模块以MCU为控制核心，输出0～2MHz的时钟信号，所述的总电控模块和上位机物理层采用以太网通信，协议层采用TCP/IP协议。

所述的总电控模块进行数据处理，并输出频率脉宽可配置且具有一定驱动能力的参考时钟。

所述的子电控模块与所述的总电控模块采用CAN_FD总线通信。

所述的激光输出状态包含脉冲频率及输出功率。

所述的高精度可配置延时单元补偿或设定任意相位获取高重复频率或者大脉冲能量，实现对输入信号的检测，并对相位做客配置延时，相位差可配置0～360°。