[发明专利]一种评测大功率光纤激光器熔点质量的方法

说明书

本申请涉及一种评测大功率光纤激光器熔点质量的方法。所述方法包括：通过根据大功率光纤激光器模型参数建立光纤的熔点温升模型，通过在预先搭建的纤芯温度测量平台中设置不同的泵浦功率，得到多组对应的熔点温度和信号光功率的测量值，求解熔点温升模型，得到关于熔点温度和熔点信号光功率的多组计算数据，根据多组计算数据，以及熔点温度和信号光功率的测量值，通过数据拟合得到致热因子，用于评测光纤的熔点质量。本发明通过致热因子描述熔点温度特性、反映熔点熔接质量，实现了对熔点熔接质量的定量评测，为大功率光纤激光器进一步功率提升时的熔点温度分析和可靠性研判提供了理论和实验手段。

技术领域

本申请涉及光纤激光器技术领域，特别是涉及一种评测大功率光纤激光器熔点质量的方法。

背景技术

熔点的熔接质量对高功率激光器的整体性能有着很大的影响，是激光器稳定运行的薄弱环节。熔接质量好的熔点损耗小，在激光器大功率运行过程中温升小，因此激光器不易发生损坏，而熔接质量差的熔点容易产生较高温升，激光器大功率运行时容易发生熔断。目前已经有部分针对熔点质量开展的研究，但是这些研究主要集中在熔接偏移对高阶模式及光束质量的影响，另有少量的研究集中在光纤纤芯的熔接损耗方面。这种类型的纤芯熔接损耗测量主要关注信号光的损失，这些损失的信号光大部分进入了包层中，经由包层传输后，从泵浦倾泻处泄露，并没有全部转化为熔点处的热源，因此对激光器的损害较小。在熔点处，还会有少部分的激光能量转化为热负载，造成熔点处温度过高，危害激光器的安全运行。因此从激光器安全运行的角度更应该关注熔点把激光能量转化成热负载的比率，然而在实际应用中熔点处的热源难以准确测量，这阻碍了熔点温度模型的建立和对熔点熔接质量的评估，目前还没有可靠的方法对熔点的熔接质量进行定量评测，这导致无法评估光纤激光器的熔点可承受的最大功率，容易造成激光器在大功率运行过程中发生损坏。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够计算熔点将激光能量转化为热负载量比率的评测大功率光纤激光器熔点质量的方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种评测大功率光纤激光器熔点质量的方法，所述方法包括：

获取大功率光纤激光器模型参数；

根据所述模型参数建立光纤的熔点温升模型；所述熔点温升模型包括速率方程理论模型和增益光纤温度理论模型；所述增益光纤温度理论模型中包括致热因子；所述致热因子表示信号光与泵浦光在熔点处将激光能量转化为热负载的比率；

通过在预先搭建的纤芯温度测量平台中设置不同的泵浦功率，得到多组对应的熔点温度和信号光功率的测量值；

求解所述熔点温升模型，得到关于熔点温度和熔点信号光功率的多组计算数据，根据所述多组计算数据，以及所述熔点温度和信号光功率的测量值，通过数据拟合得到所述致热因子；

根据所述致热因子评测所述光纤的熔点质量。

在其中一个实施例中，还包括：所述速率方程理论模型中光纤激光器的光纤激光速率方程为：

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