激光耦合系统和控制方法、光纤固定装置及激光系统与流程

1.本技术涉及激光技术领域，特别是一种激光耦合系统、激光耦合控制方法、光纤固定装置及激光系统。


背景技术：

2.在激光技术领域中，泵浦激光穿过特殊光波导介质时，因非线性效应引起入射激光束的光谱展宽，从而输出宽光谱激光束，称为超连续谱；具备高能量输出及高频谱展宽特性的超连续谱适用于光学测量、光脉冲压缩及生物医学成像等领域；利用光子晶体光纤具有高非线性和灵活的色散特性等特点，可以产生精准可控的超连续谱。
3.常见基于光子晶体光纤产生超连续谱的技术，一般是利用光子晶体光纤高非线性和灵活的色散特性等特点来产生超连续谱，但是由于超连续谱难以实现稳定输出和好的光谱相干性，输出功率在时域上容易出现不稳定的情况。
4.激光从空气空间耦合至光子晶体光纤过程中，激光束在空气中传输会存在光强闪烁、相位起伏、到达角起伏、光束漂移等现象，会导致聚焦后的光斑在光纤端面晃动，激光束与光纤输入端的中心轴向难以保持稳定一致，由于轴向差异会导致激光输出功率在时域上的不稳定、转换效率低等问题，而元器件长期存在局部过度热效应及光损伤则会引发测量偏差、器件损毁等问题；另外，气溶胶、颗粒沉降物分布等环境因素，也会降低耦合效率，影响持续稳定性。
5.综上所述，在激光器耦合到光纤技术上，依然存在亟待解决的光纤输出端功率低、元器件受损害风险等问题，以及耦合效率低、持续稳定性低等缺陷。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对上述技术问题的至少之一，提供一种激光耦合系统、激光耦合控制方法、光纤固定装置及激光系统，提高激光耦合效率和稳定性。
7.一种激光耦合系统，包括：光纤固定装置、反馈检测系统以及控制系统；其中，所述光纤固定装置设于激光器与光子晶体光纤的耦合位置处，所述反馈检测系统设于激光系统的出射端位置处，所述控制系统分别连接所述光纤固定装置和反馈检测系统；
8.所述反馈检测系统从激光系统的主光路中导出一路支路激光脉冲并检测所述支路激光脉冲的光学参数；
9.所述控制系统根据所述光学参数计算调整所述光子晶体光纤位置的控制参数，并根据所述控制参数控制光纤固定装置以调整所述光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，使得所述光学参数达到目标值。
10.在一个实施例中，所述反馈检测系统包括：设于主光路上的玻璃片，以及设于所述玻璃片反射支路上的衰减片和光电二极管；其中，所述玻璃片从主光路的激光脉冲中提取出一路支路激光脉冲，所述衰减片对所述支路激光脉冲进行衰减后送入所述光电二极管检测激光光束的实时功率值，并将所述实时功率值输出至所述控制系统。
11.在一个实施例中，所述反馈检测系统包括：设于主光路上的玻璃片，以及设于所述玻璃片反射支路上的衰减片和光谱分析仪；其中，所述玻璃片从主光路的激光脉冲中提取出一路支路激光脉冲，所述衰减片对所述支路激光脉冲进行衰减后送入所述光谱分析仪检测激光光束的光谱参数，并将所述光谱参数输出至所述控制系统。
12.在一个实施例中，所述光纤固定装置，包括：用于固定光子晶体光纤的光纤卡盘，安装所述光纤卡盘的光纤固定架；
13.所述光纤卡盘内置于光纤固定架的卡盘槽上；
14.所述卡盘槽上设有至少两条内刻线，在卡盘槽相对内刻线的另一侧上设有固定元件；
15.所述固定元件将光纤卡盘顶向内刻线上进行固定。
16.在一个实施例中，所述卡盘槽的底部沿中心轴向下开设有凹槽；其中，所述凹槽与卡盘槽交汇位置处形成两条平行于中心轴向的内刻线；
17.所述固定元件为弧形设计的压块元件；其中，所述压块元件与光纤卡盘的接触点以及两条内刻线与光纤卡盘接触点构成三角形结构；
18.所述光纤固定架设置在三维运动平台上。
19.上述激光耦合系统，通过光纤固定装置、设于激光系统主光路的出射端位置处的反馈检测系统以及控制系统，利用反馈检测系统从主光路中提取一路支路激光脉冲并检测其光学参数，控制系统再根据光学参数计算调整光纤位置的控制参数，并输出至光纤固定装置调整光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置使得光学参数达到目标值；该技术方案，能够自适应地调整光子晶体光纤的耦合位置，可以控制激光束与光纤输入端的中心轴向一致，提高耦合效率，提升激光器与光纤的耦合稳定性。
20.一种光纤固定装置，包括：用于固定光子晶体光纤的光纤卡盘，安装所述光纤卡盘的光纤固定架；
21.所述光纤卡盘内置于光纤固定架的卡盘槽上；
22.所述卡盘槽上设有至少两条内刻线，在卡盘槽相对内刻线的另一侧上设有固定元件；
23.所述固定元件将光纤卡盘顶向内刻线上进行固定。
24.在一个实施例中，所述卡盘槽的底部沿中心轴向下开设有凹槽；
25.所述凹槽与卡盘槽交汇位置处形成两条平行于中心轴向的内刻线。
26.在一个实施例中，所述固定元件为弧形设计的压块元件；
27.所述压块元件通过螺旋推进方式将光纤卡盘固定到卡盘槽中；其中，所述压块元件与光纤卡盘的接触点以及两条内刻线与光纤卡盘接触点构成三角形结构。
28.在一个实施例中，所述光纤固定架在连接激光器一侧上设有防尘管；
29.所述光纤卡盘内置于防尘管中，用于对光子晶体光纤进行防尘保护。
30.在一个实施例中，所述光纤固定架设置在三维运动平台上；其中，所述三维运动平台用于推动光纤固定架进行三维运动以调整光纤与激光器之间的耦合位置。
31.上述光纤固定装置，通过光纤卡盘将光子晶体光纤固定到光纤固定架的卡盘槽上，利用卡盘槽上开设的多条内刻线，结合在卡盘槽相对内刻线的另一侧上的压块元件，将光纤卡盘顶向内刻线上，从而可以将光子晶体光纤牢固地固定到光纤固定架上；该技术方
案，在将光子晶体光纤固定后，可以避免光纤卡盘与光纤固定架之间产生相对位移，从而确保激光束与光纤输入端的中心轴向保持稳定一致，消除耦合过程中产生轴向差异，提升了激光输出功率在时域上的稳定性和转换效率。
32.进一步的，在卡盘槽沿中心轴向下开设有凹槽而形成两条平行的内刻线，具有易于实现，便于产品加工的优点。
33.进一步的，通过螺旋推进方式将弧形设计的压块元件来固定光纤卡盘，结构简单，便于安装和拆卸。
34.进一步的，通过在光纤固定架在连接激光器一侧上设置防尘管，可以对光子晶体光纤进行防尘保护，避免颗粒沉降物粘附在光子晶体光纤上，避免影响激光耦合效率、保证稳定性。
35.进一步的，将光纤固定架设置在三维运动平台上，可以以调整光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，从而便于对激光束与光纤输入端的中心轴向之间的轴向差异进行实时校正，从而提升了激光耦合效率和持续稳定性。
36.一种激光耦合控制方法，包括：
37.将光子晶体光纤以可移动方式安装在激光器与光子晶体光纤耦合位置处；
38.在激光系统主光路的出射端位置检测激光脉冲的实时光学参数；
39.根据所述实时光学参数计算控制参数，并根据所述控制参数调整所述光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，使得所述光学参数达到设定的目标值。
40.在一个实施例中，所述实时光学参数为实时功率参数；
41.所述根据所述实时光学参数计算控制参数，并根据所述控制参数调整所述光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，使得所述光学参数达到设定的目标值，包括：
42.计算所述实时功率与激光器输出功率的功率比值；
43.根据所述功率比值确定对所述光子晶体光纤的位置进行调整的控制参数；
44.根据所述控制参数移动所述光子晶体光纤，并获取移动后所述实时功率比值；
45.循环移动所述光子晶体光纤和判断所述实时功率比值，直至所述实时功率比值达到目标值时停止调整。
46.在一个实施例中，所述根据所述实时光学参数计算控制参数，并根据所述控制参数调整所述光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，使得所述光学参数达到设定的目标值，包括：
47.建立包括多个位置参数的耦合位置序列；
48.依次读取耦合位置序列的每个位置参数并控制光子晶体光纤移动到相应的耦合位置处；
49.在出射端位置分别检测每个位置参数对应的激光脉冲的实时功率值，并将所述位置参数与实时功率值存于数据库中；
50.在对耦合位置序列的每个位置参数处理后，从所述数据库中查找最大实时功率值，并控制光子晶体光纤移动到对应的耦合位置上。
51.在一个实施例中，所述实时光学参数为实时光学图谱；
52.所述根据所述实时光学参数计算控制参数，并根据所述控制参数调整所述光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，使得所述光学参数达到设定的目标值，包括：
53.建立包括多个位置参数的耦合位置序列；
54.依次读取耦合位置序列的每个位置参数并控制光子晶体光纤移动到相应的耦合位置处；
55.在出射端位置分别检测每个位置参数对应的激光脉冲的实时光学图谱，并将所述位置参数与实时光学图谱存于数据库中；
56.在对耦合位置序列的每个位置参数处理后，将所述数据库中存储的实时光学图与预设的图谱集进行比对，其中，所述图谱集存储不同耦合效率下的光学图谱；
57.通过图谱比对确定耦合效率最高的实时光学图谱，并控制光子晶体光纤移动到对应的耦合位置上。
58.上述激光耦合控制方法，将光纤以可移动方式安装在激光器与光纤的耦合位置处，通过检测激光脉冲的功率值，并以此计算和调整光纤与激光器之间的耦合位置使得实时功率值达到设定的目标值；该技术方案，能够自适应地调整光子晶体光纤的耦合位置，可以控制激光束与光纤输入端的中心轴向一致，提高耦合效率，提升激光器与光纤的耦合稳定性。
59.进一步的，根据实时功率与激光器输出功率的功率比值计算出调整的控制参数，以此控制参数移动光纤并进行实时功率值的判断，直至达到目标值时停止调整；该技术方案，能够实现自适应反馈调整，控制激光束与光纤输入端的中心轴向趋向一致。
60.一种激光系统，包括：依次连接的激光器、激光调节单元、激光耦合系统、光纤以及准直透镜。
61.上述激光系统，通过上述激光耦合系统的作用，从而能够自适应地调整激光器与光子晶体光纤的耦合位置，提高了耦合效率，提升激光器与光纤的耦合稳定性。
附图说明
62.图1是一个示例的光纤固定装置耦合侧的三维示意图；
63.图2是一个示例的光纤固定装置耦合侧的截面示意图；
64.图3是另一个示例的光纤固定装置耦合侧的截面示意图；
65.图4是一个示例的光纤固定装置光纤侧的三维示意图；
66.图5是一个示例的光纤固定装置的侧面截面图；
67.图6是一个示例的光纤固定装置安装示意图；
68.图7是一个实施例的激光耦合系统结构示意图；
69.图8是一个示例的反馈检测系统光路示意图；
70.图9是一个实施例的激光耦合控制方法流程图；
71.图10是一个示例的控制系统的控制流程图；
72.图11是一个示例的基于功率值的控制流程图；
73.图12是一个示例的基于光学图谱的控制流程图；
74.图13是一个示例的光耦合的光学图谱；
75.图14是一个实施例的激光系统示意图；
76.图15是另一个实施例的激光系统示意图。
具体实施方式
77.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
78.在激光技术应用中，一般是利用光子晶体光纤高非线性和灵活的色散特性等特点来产生超连续谱；激光器产生激光脉冲，通过功率调整和激光调节后，进入到光子晶体光纤中进行光谱展宽，产生超连续谱，然后通过准直透镜输出使用；而激光从空间耦合到单模的光子晶体光纤过程中，激光束与光纤输入端的中心轴向难以保持稳定一致，从而影响了耦合稳定性，无法稳定输出超连续谱；由于常规的光纤固定方案，一般是利用光纤卡盘来固定光纤，然后再将光纤卡盘嵌入卡盘槽中，利用螺丝固定，但是由于激光光路所经过的都是精密器件，一个细微的位移都有可能导致激光束与光纤输入端的中心轴向相对位移晃动，无法保持稳定一致。
79.基于此，本技术提供了一种激光耦合系统、光纤固定装置、激光耦合控制方法、以及激光系统，以克服激光束与光纤输入端的中心轴向难以保持稳定一致所带来的负面影响，保证激光器与光纤的耦合稳定性，从而可以稳定输出超连续谱。需要说明的是，由于篇幅限制，无法列举所有技术方案，以下实施例中仅提供了部分实施方案。
80.下面阐述光纤固定装置的实施例。
81.参考图1至图4，图1是一个示例的光纤固定装置耦合侧的三维示意图，图2是一个示例的光纤固定装置耦合侧的截面示意图，图3是另一个示例的光纤固定装置耦合侧的截面示意图，图4是一个示例的光纤固定装置光纤侧的三维示意图；如图所示，该光纤固定装置03包括光纤卡盘31、光纤固定架32，光纤固定架32上开设有卡盘槽32a，用于安装光纤卡盘31；卡盘槽32a上设有至少两条内刻线，图中是以两条为例，在卡盘槽32a上相对于内刻线的另一侧上设有固定元件33，固定元件33将光纤卡盘31顶向内刻线上进行固定。
82.在本实施例的方案中，可以先使用光纤卡盘31来固定光纤，然后将光纤卡盘31放入到光纤固定架32的卡盘槽32a中进行固定，卡盘槽32a的直径略大于与光纤卡盘31，这样将光纤卡盘31放入到卡盘槽32a后，通过固定元件33进行固定，从而实现固定光子晶体光纤40目的。
83.在一个实施例中，对于内刻线的设置方案，参考图2，图中所示的方案中，是在卡盘槽32a下部设置了两条平行的尖锐的内刻线，通过两条内刻线在轴向上形成两个稳定的固定点，再结合固定元件33一起就可以构成一个稳固的三角形结构，基于三角形结构具有稳固性的特点，从而可以将光纤卡盘31稳定地固定在固定架32上。
84.优选的，参考图3，对于内刻线的设置方案，可以在卡盘槽32a底部位置铣出一个凹槽32c，在凹槽32c与卡盘槽32a交汇位置处形成两条平行的尖锐的内刻线，上述实施例的方案，通过在卡盘槽32a的底部沿中心轴向下铣出一个凹槽32c形成两条内刻线，便于加工生产，结构简单，稳定性高。
85.如图1至4所示，对于固定元件33，可以设计成弧形的压块元件，可以设置成与光纤卡盘31直径相同的圆弧形状，为了容纳压块元件，可以在卡盘槽32a上部开设一个通槽32b，在通槽32b上设置螺纹孔，从光纤固定架32的顶部通过螺丝以螺旋推进方式将压块元件顶向光纤卡盘31，从而固定光纤卡盘31，由于压块元件与光纤卡盘31形成的接触面可以形成
一个支撑点，两条内刻线形成两个支撑点，由此可以形成三角形结构将光纤卡盘31牢固地固定在光纤固定架32上。
86.在一个实施例中，参考图5，图5是一个示例的光纤固定装置的侧面截面图，光纤固定架32在连接激光器01一侧上设有防尘管35，光纤卡盘31内置于防尘管35中，用于对光子晶体光纤40进行防尘保护。一般采用玻璃材质的防尘管35，通过防尘管35避免空间尘埃干扰，进行有效的防尘保护，减少颗粒沉降物等对光纤造成的影响。
87.在一个实施例中，如图6所示，图6是一个示例的光纤固定装置安装示意图，本实施例的光纤固定装置03，还可以将光纤固定架32设置在三维运动平台34上，三维运动平台34可以通过电机方式推动光纤固定架32进行xyz三维运动，调整光子晶体光纤40与激光器01之间的耦合位置。如前面所述，通过光纤固定装置03可以保证光子晶体光纤40安装在光纤固定架32上后能够保持稳定性；考虑到长期使用过程中，各种因素也会影响到激光束与光纤输入端的中心轴向对准，使得光子晶体光纤40难以真正做到完全的稳定不变，为了克服这种现象，通过三维运动平台34来推动光纤固定架32进行位移，从而可以对出现偏差进行校正，使得激光束与光纤输入端的中心轴向保持动态一致。
88.优选的，如图6所示，三维运动平台34可以连接至控制系统06上，控制系统06可以检测出激光束与光纤输入端的中心轴向的细微偏差，然后将这些细微偏差形成控制参数，控制三维运动平台34进行运动，从而将激光束与光纤输入端的中心轴向保持动态上一致，确保了激光器01与光子晶体光纤40的耦合效率，提高耦合效果。
89.对于控制系统06所采用的检测方案，可以通过检测主光路的光学参数，如功率值、相位值等方式，也可以通过其他观测手段来判断，如的成像分析、图像分析等技术手段来进行检测，在通过在控制系统06中嵌入的算法进行计算和控制，具体可以参考本技术后续实施例描述。
90.基于上述各实施例的技术方案，通过优化的固定设计方案，利用压块元件和两条内刻线共同形成的三角形稳定结构，确保光子晶体光纤40在光纤固定架32上沿各个空间方向最小程度的移动可能性，从而维持主光路的光轴与光纤输入端口中心轴保持一致，进一步通过实时反馈系统的检测光学参数，利用控制系统06计算调整参数和控制三维运动平台34对光纤耦合进行校正，从而保证主光路的光轴与光纤输入端中心轴向的空间一致性，可持续的实现系统耦合效率的最优化。
91.下面阐述激光耦合系统的实施例。
92.参考图7所示，图7是一个实施例的激光耦合系统结构示意图，包括：光纤固定装置03、反馈检测系统05以及控制系统06；其中光纤固定装置03设于激光器01与光子晶体光纤40的耦合位置处，反馈检测系统05设于激光系统的出射端位置处，控制系统06分别连接光纤固定装置03和反馈检测系统05。
93.在工作中，反馈检测系统05从激光系统的主光路中导出一路支路激光脉冲，并检测支路激光脉冲的光学参数，控制系统06根据光学参数计算调整光纤位置的控制参数并输出至光纤固定装置03，以调整光纤与激光器01之间的耦合位置，使得光学参数达到目标值；对于光学参数，其可以是是与激光脉冲相关参数，如功率、频谱等。
94.对于光纤固定装置03，为了更好的固定光子晶体光纤40，可以采用上述实施例提供的技术方案，如图1至4，光纤固定装置03可以包括光纤固定架32、光纤卡盘31以及固定元
件33等，将光子晶体光纤40固定到光纤卡盘31上，然后利用固定元件33将光纤卡盘31安装到光纤固定架32的卡盘槽32a上，最后将光纤固定架32安装到耦合位置。优选的，光纤固定装置03可以采用上述任意实施例的设计方案，即在卡盘槽32a上设置多条内刻线；还可以设置防尘管35、三维运动平台34等，在此不再赘述。
95.本实施例的技术方案，能够自适应地调整光子晶体光纤40的耦合位置，可以控制激光束与光纤输入端的中心轴向一致，提高耦合效率，提升激光器01与光子晶体光纤40的耦合稳定性。
96.在一个实施例中，参考图8，图8是一个示例的反馈检测系统光路示意图，反馈检测系统05包括设于光路上的玻璃片51和衰减片52，以及光电二极管53；其中玻璃片51从主光路的激光脉冲中提取支路激光脉冲，衰减片52对支路激光脉冲进行衰减后送入光电二极管53检测功率值，并输出至控制系统06。
97.示例性的，对于光学器件，可以采用通过一倾斜角度设置的带增透膜的玻璃片51，从主光路的激光脉冲导出一路支路激光脉冲，同时将激光脉冲输出至下一级设备使用，支路通过光电二极管53检测实时功率值。
98.对于控制系统06，作为实施例，可以根据激光脉冲输出端的实时功率和激光器01的功率值之间的功率比值来计算控制参数，根据控制参数控制三维运动平台34进行运动，调整激光器01与光子晶体光纤40的耦合位置。
99.在具体实现时，获取反馈检测系统05检测到的支路激光脉冲的实时功率，然后计算与激光的功率值之间的功率比值，在实时功率未达到目标值的情况下，当达到调整阈值时，对光子晶体光纤的对准位置进行调整，可以按照设定的运动方向和步进值去调整光纤的耦合位置，同时持续判断是否达到目标功率值，直至达到目标功率值时停止调整。
100.在另一个实施例中，反馈检测系统05也可以通过检测光谱参数来对耦合位置进行调整，如图8所示架构中，光电二极管53替换为光谱分析仪，光谱分析仪可检测到光学图谱参数输出至控制系统06进行控制。
101.在上述实施例中，在利用实时功率参数来调整耦合位置时，可以通过计算功率比值的方式，来确定最优的耦合位置，从而将光子晶体光纤移动至相应的耦合位置。在利用光学图谱参数来调整耦合位置时，可以利用各个耦合位置的光学图谱与各种耦合效率下的光学图谱进行比对，从而识别出最接近于耦合效率最高的光学图谱所对应的耦合位置，从而将光子晶体光纤移动至相应的耦合位置。
102.上述技术方案，可以形成自适应的调整过程，自主调整激光器与光子晶体光纤的耦合位置，可以控制激光束与光纤输入端的中心轴向一致，降低光斑在光纤端面晃动/抖动的影响，提升激光器与光子晶体光纤的耦合稳定性，提高了耦合效率。
103.下面阐述激光耦合控制方法的实施例。
104.参考图9所示，图9是一个实施例的激光耦合控制方法流程图，该方法主要包括如下过程：
105.步骤(1)，将光子晶体光纤以可移动方式安装在激光器与光子晶体光纤耦合位置处。
106.在此，可以通过三维运动平台来安装光纤，通过可移动方式可以在使用过程中对光纤的耦合位置进行微调。
107.步骤(2)，在激光系统的出射端位置检测主光路中激光脉冲的光学参数。
108.对于光学参数，可以是与激光脉冲相关参数，如功率值、光学图谱等参数；参考图7和8所示，可以利用光学器件从激光系统的出射端位置导出一路支路激光脉冲，然后利用检测支路激光脉冲的实时功率。
109.步骤(3)，根据所述实时光学参数计算控制参数。
110.控制参数是与光学参数正相关的运动数据，作用于如移动方向和距离，也可以是预先设定好的的运动数据，如设定方向和步进值。
111.在一个实施例中，计算控制参数的过程可以如下：
112.a.获取计算的支路激光脉冲的实时功率。
113.b.获取激光器的激光脉冲的输出功率。
114.c.计算实时功率与输出功率的功率比值。
115.d.根据功率比值确定对光纤位置进行调整的控制参数，包括调整光纤进行三维运动的位移信息。
116.上述实施例的方案中，通过计算功率比值来确定耦合效率是否达到预定比值要求，从而计算调整光纤进行三维运动方向和幅度的位移信息得到控制参数，用于调整光纤的耦合位置从而达到预定的耦合效率。
117.在另一个实施例中，计算控制参数的过程也可以如下：
118.a.获取支路激光脉冲的实时功率。
119.b.判断所述实时功率是否达到目标值。
120.c.若未达到目标值，输出预先设定的运动方向和步进值作为控制参数。
121.上述实施例的技术方案，在激光脉冲的实时功率未达到目标值时，按照预先设定的运动方向和步进值，输出为控制参数，用于调整光纤的耦合位置从而达到功率目标值。
122.步骤(4)，根据所述控制参数调整所述光子晶体光纤与激光器之间的耦合位置，使得所述光学参数达到设定的目标值。
123.示例性的，可以实时获取移动光纤并获取移动后实时功率比值，当实时功率比值达到目标值时停止调整，由此形成自适应的调整过程。在调整过程中，可以向设定位移参数移动光纤，计算实时功率与输出功率的功率比值曲线，并根据功率比值曲线提取实时功率比值，循环移动光纤和判断实时功率比值，直至实时功率比值达到目标值。
124.在另一个实施例中，基于预先设定的运动方向和步进值，不断去调整光纤的耦合位置，直至在调整光子晶体光纤的耦合位置后使得实时功率达到功率目标值；参考图10所示，图10是一个示例的控制系统的控制流程图，包括：
125.s11，读取实时功率；
126.s12，判断实时功率是否达到目标值？若是，执行s17，否则，执行s13；
127.s13，按预先设定方向和距离移动光子晶体光纤；
128.s14，判断实时功率是否增大？若是，执行s15，否则执行s16；
129.s15，持续移动光子晶体光纤，返回s12；
130.s16，按相反反向移动光子晶体光纤，返回s12；
131.s17，停止移动光子晶体光纤。
132.上述实施例的技术方案，可以形成自适应的调整过程，自主调整激光器与光纤的
耦合位置，可以控制激光束与光纤输入端的中心轴向一致，降低光斑在光纤端面晃动/抖动的影响，提升激光器与光子晶体光纤的耦合稳定性，提高了耦合效率。
133.作为实施例，在采用功率值、光学图谱等光学参数对耦合位置调整的方案中，可以首先建立一个包括多个位置参数的耦合位置序列，针对于每个位置参数所处的位置，控制系统发送指令给光纤固定装置的三维运动平台，然后由反馈检测系统检测该位置的实时光学参数，并与位置参数关联后保存，在整个耦合位置序列采样处理完成后，再从数据库中查找出最佳的耦合位置，然后将光子晶体光纤移动到相应的位置处。
134.例如，建立包括多个位置参数的耦合位置序列，依次读取耦合位置序列的每个位置参数并控制光子晶体光纤移动到相应的耦合位置处，在出射端位置分别检测每个位置参数对应的激光脉冲的实时功率值，并将位置参数与实时功率值存于数据库中，在对耦合位置序列的每个位置参数处理后，从数据库中查找最大实时功率值，并将光子晶体光纤移动到对应的耦合位置上。
135.参考图11所示，图11是一个示例的基于功率值的控制流程图，包括：
136.s21，开始自动耦合；
137.s22，计算包括多个位置参数的耦合位置序列；
138.s23，从耦合位置序列中获取一个位置参数；
139.s24，控制系统向三维运动平台发送移动指令，移动光子晶体光纤；
140.s25，控制系统系统采集反馈的实时功率值；
141.s26，将反馈的实时功率值与位置参数进行关联保存；
142.s27，判断耦合位置序列是否为空？若是，执行s28，否则返回s23；
143.s28，根据最大功率值查找最佳的耦合位置，并进行记录；
144.s29，将光子晶体光纤移动到该最佳耦合位置，然后结束调整。
145.又如，建立包括多个位置参数的耦合位置序列，依次读取耦合位置序列的每个位置参数并控制光子晶体光纤移动到相应的耦合位置处；在出射端位置分别检测每个位置参数对应的激光脉冲的实时光学图谱，并将位置参数与实时光学图谱存于数据库中；在对耦合位置序列的每个位置参数处理后，将数据库中存储的实时光学图与不同耦合效率下的光学图谱进行比对；通过图谱比对确定耦合效率最高的实时光学图谱，并控制光子晶体光纤移动到对应的耦合位置上。
146.参考图12所示，图12是一个示例的基于光学图谱的控制流程图，包括：
147.s31，开始自动耦合；
148.s32，计算包括多个位置参数的耦合位置序列；
149.s33，从耦合位置序列中获取一个位置参数；
150.s34，控制系统向三维运动平台发送移动指令，移动光子晶体光纤；
151.s35，控制系统系统采集反馈的实时光学图谱；
152.s36，将反馈的实时光学图谱与位置参数进行关联保存；
153.s37，判断耦合位置序列是否为空？若是，执行s38，否则返回s33；
154.s38，根据耦合效率最高的光学图谱查找最佳的耦合位置，并进行记录；
155.s39，将光子晶体光纤移动到该最佳耦合位置，然后结束调整。
156.上述实施例的技术方案，通过建立的耦合位置序列，在采用功率值作为光学参数
进行调整时，能够根据查找到的最大功率值方式来快速确定到最佳的耦合位置；而在采用光学图谱作为光学参数进行调整时，可以利用图谱比对识别方式快速定位到最佳的耦合位置。
157.在一个实施例中，对于根据耦合效率最高的光学图谱查找最佳的耦合位置的技术方案，根据光纤输出光学图谱与耦合效率的逻辑关联，由于其光学图谱的外观随耦合效率而有所变动，据此，本实施例利用光耦合的光学图谱外观来进行识别，参考图13所示，图13是一个示例的光耦合的光学图谱，横坐标表示频道，纵坐标表示数值，其中(a)和(b)均为代表高耦合效率的代表性光学图谱，通过外观相似度的识别，当查找到接近于上述外观的光学图谱时，可以认为相似度最高的就是最佳耦合位置。该技术方案，能够通过相对简单的运算方式，快速查找到最佳耦合位置，而且查找结果准确，不易出错。
158.本技术的激光耦合控制方法，可以应用于本技术提供的激光耦合系统上，也可以应用于其他相关系统中，在此不再赘述。
159.下面阐述激光系统的实施例。
160.参考图14所示，图14是一个实施例的激光系统示意图，包括：激光器01，功率调节单元02，激光耦合系统30，光子晶体光纤40；其中，功率调节单元02可以包括第一半波片21和偏振片22；激光耦合系统30包括第二半波片36、非球面透镜37、光纤固定装置03、准直透镜04以及控制系统06。
161.其中，主光路依次包括激光器01、第一半波片21、偏振片22、第二半波片36、非球面透镜37、光子晶体光纤40、准直透镜04以及玻璃片51；玻璃片51、衰减片52和光电二极管53构成反射光路。
162.在应用中，激光器01发射激光，入射第一半波片21、偏振片22，通过旋转第一半波片21进行功率调节，激光为线偏振光，线偏振光垂直入射到第一半波片21时，若入射时振动面和半波片主截面之间的夹角为θ，则透射出来的线偏振光的振动面从原来的方位转过2θ，即透射光仍为线偏振光，但振动方向发生改变；而偏振片22只有一个偏振化方向，若透射出来的线偏振光，振动方向平行于偏振片22偏振方向，则光全部通过偏振片22，若透射出来的线偏振光，振动方向垂直于偏振片22偏振方向，则光无法通过偏振片22；故通过旋转第一半波片21，改变飞秒激光入射振动面与半波片主截面间的夹角，从而实现功率的连续调节；通过旋转第二半波片36，改变透射第二半波片36的激光的偏振方向，再经非球面透镜37耦合进入到光子晶体光纤40中，光子晶体光纤40固定在光纤卡盘31中，光纤卡盘31内置于带有防尘管35的光纤固定架32上；激光脉冲经光纤的非线性效应产生的超连续谱，经准直透镜04准直后入射镀有增透膜且特定角度的玻璃片51，主光路中激光脉冲水平输出，进入下一级设备或系统；同时一部分激光脉冲的反射光路，并经衰减片52进入控制系统06。
163.控制系统06通过软件实时监控进入光电二极管53光束的激光脉冲功率，并通过控制三维运动平台34进行三轴移动，确保输出至光电二极管53的激光脉冲光束功率值保持最大，从而动态锁定飞秒激脉冲与光纤耦合的最佳位置，优化实现最佳的耦合效果。
164.需要指出的是，光纤输入端的实时功率调节可以通过多种方式得以实施，例如调节激光器01的输出功率、调节第一半波片21与偏振片22或者通过多个元器件的共同参与等手段。
165.在一个实施例中，参考图15所示，图15是另一个实施例的激光系统示意图，激光系
统还可以包括光谱分析仪54，利用光谱分析仪54对超连续谱产生的光束质量的同步实时监控，控制系统06可以以此作为控制参数，对光子晶体光纤40进行校正，从而稳定实现与预期目标一致的超连续谱的产生。
166.具体的，对如图示，光谱分析仪54对激光脉冲的光谱参数进行检测，然后对频谱进行分析，结合检测的频谱参数状态计算当前需要调整的控制参数，结合所述实时功率而计算的控制参数，进行综合计算得到调整光子晶体光纤40的耦合位置，从而优化激光脉冲的功率和频谱，提升激光系统的工作稳定性。
167.本技术提供的激光系统，在耦合效率、系统的短期稳定性(及时应对可能出现的外界波动的能力)、系统的长期稳定性(持续性保持高耦合效率及低元器件损耗率)方面都得到显著效果。
168.在使用中，可以对配备的激光光源及所选用光子晶体光纤的性能参数，对所采用非球面透镜的焦距进行优化设计，在初始阶段即具备高耦合效率，然后持续动态监测、软件精细反馈及调节机制得以保证。
169.可以根据光谱/相位/功率等一系列逻辑关联，能够对外界所产生波动做出快速反馈，减小了相关的光伤害，降低了系统元器件的损耗风险，确保了短期稳定性。
170.通过光纤固定装置，在光纤输入/输出端口的多层次保护设计，确保了系统安全性、稳定性和三维运动平台的长期可操作性，从而共同确保了长期稳定性。
171.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。