一种用于精密切割的光纤激光器的制作方法

本实用新型属于光学领域，具体涉及一种用于精密切割的光纤激光器。

背景技术：

光纤激光器是指用掺稀土元素的玻璃光纤作为增益介质的激光器。由于激光的能量较为集中，因此，利用光纤激光器发出的激光，可以对物体实现切割，这种特性使得光纤激光器广泛应用于制造领域和医学领域的切割。

然而，现有的光纤激光器所输出的激光的切割精度不够理想，使得光纤激光器难以应用于精密切割，这主要是因为现有的光纤激光器所输出激光的光斑存在能量不均匀的现象。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于精密切割的光纤激光器。

本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种用于精密切割的光纤激光器，包括：泵浦激光源组(10)、光纤合束器(20)、π相移光纤光栅(30)、双包层有源光纤(40)、光斑校正组件(50)以及激光输出头(60)；所述光斑校正组件(50)，由一刻有螺纹的柱体以及盘绕于所述柱体的螺纹内的多圈无源光纤组成；所述柱体的螺纹的削刻深度，不小于所述无源光纤的直径；

所述泵浦激光源组(10)的各个输出端分别与所述光纤合束器(20)的各个输入端一一对应相连；所述光纤合束器(20)的输出端与所述π相移光纤光栅(30)的一端相连；所述π相移光纤光栅(30)的另一端与所述双包层有源光纤(40)的一端相连，所述双包层有源光纤(40)的另一端连接所述光斑校正组件(50)中的所述多圈无源光纤的一端；所述光斑校正组件(50)中的所述多圈无源光纤的另一端连接所述激光输出头(60)；

其中，所述多圈无源光纤的盘绕圈数，为利用所述泵浦激光源组(10)、所述光纤合束器(20)、所述π相移光纤光栅(30)、所述双包层有源光纤(40)、所述柱体以及所述激光输出头(60)进行光斑均匀校正测试得到的参考圈数。

在一种可选实现方式中，所述光纤激光器还包括：第一隔离器和第二隔离器；

所述双包层有源光纤(40)的另一端，通过所述第一隔离器连接所述光斑校正组件(50)中的所述多圈无源光纤的一端；

所述光斑校正组件(50)中的所述多圈无源光纤的另一端，通过所述第二隔离器连接所述激光输出头(60)。

在一种可选实现方式中，所述柱体的材质为导热石墨；

所述光斑校正组件的外表面罩有保护网筛，所述保护网筛的网孔的孔径，不大于人体的手指的参考直径。

在一种可选实现方式中，所述π相移光纤光栅(30)所使用的光纤与所述双包层有源光纤(40)均掺杂有下述稀土元素中的任意一种：

锗、铒、钕、镨、钬、铕、镱、镝以及铥。

在一种可选实现方式中，所述泵浦激光源组(10)的泵浦源为led。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的用于精密切割的光纤激光器中，采用泵浦激光源组和光纤合束器，可以得到大功率的泵浦光；该大功率的泵浦光通过作为谐振腔的π相移光纤光栅后，形成激光，并由双包层有源光纤对所形成的激光进行增益放大，得到大功率的激光；通过光斑校正组件，可以对大功率的激光的光斑进行校正，从而使激光输出头可以输出光斑均匀的大功率的激光。其中，光斑校正组件，由一刻有螺纹的柱体以及盘绕于所述柱体的螺纹内的多圈无源光纤组成；并且，多圈无源光纤的盘绕圈数，为利用所述泵浦激光源组、所述光纤合束器、所述π相移光纤光栅、所述双包层有源光纤、所述柱体以及所述激光输出头进行光斑均匀校正测试得到的参考圈数；这样，可以确保光纤激光器所输出的光斑足够均匀，能够用于精密切割。

另外，由于柱体的螺纹的削刻深度，不小于无源光纤的直径，使得刻有螺纹的柱体相当于具有多个散热环片，从而可以对转为热能的激光能量进行及时有效的散热，提高光纤激光器的工作稳定性。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种用于精密切割的光纤激光器的结构示意图；

图2是图1所示光纤激光器中的光斑校正组件的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种用于精密切割的光纤激光器的结构示意图；

图4是示例性示出的光斑校正组件的保护网筛的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

为了提高光纤激光器所输出激光的光斑的均匀性，从而使得光纤激光器可以应用于精密切割，本实用新型实施例提供了一种用于精密切割的光纤激光器。如图1所示，该光纤激光器可以包括：

泵浦激光源组10、光纤合束器20、π相移光纤光栅30、双包层有源光纤40、光斑校正组件50以及激光输出头60；所述光斑校正组件50，由一刻有螺纹的柱体以及盘绕于所述柱体的螺纹内的多圈无源光纤组成；所述柱体的螺纹的削刻深度，不小于所述无源光纤的直径；

所述泵浦激光源组10的各个输出端分别与所述光纤合束器20的各个输入端一一对应相连；所述光纤合束器20的输出端与所述π相移光纤光栅30的一端相连；所述π相移光纤光栅30的另一端与所述双包层有源光纤40的一端相连，所述双包层有源光纤40的另一端连接所述光斑校正组件50中的所述多圈无源光纤的一端；所述光斑校正组件50中的所述多圈无源光纤的另一端连接所述激光输出头60；

其中，所述多圈无源光纤的盘绕圈数，为利用所述泵浦激光源组10、所述光纤合束器20、所述π相移光纤光栅30、所述双包层有源光纤40、所述柱体以及所述激光输出头60进行光斑均匀校正测试得到的参考圈数。

可以理解的是，泵浦激光源组10具有多组泵浦光源，每个泵浦光源可以发出一个泵浦光；然后，由光纤合束器20对各个泵浦光源发出的泵浦光合为一束大功率的泵浦光；该大功率的泵浦光通过作为谐振腔的π相移光纤光栅30后形成激光，并由双包层有源光纤40对激光进行增益放大，得到大功率的激光；然后，由光斑校正组件50对大功率的激光的光斑进行校正；此时，进入激光输出头60的激光为光斑均匀的大功率的激光。这样，激光输出头便可以输出大功率的、光斑均匀的激光了。

其中，由于光斑校正组件50中的多圈无源光纤的盘绕圈数，为利用所述泵浦激光源组10、所述光纤合束器20、所述π相移光纤光栅30、所述双包层有源光纤40、所述柱体以及所述激光输出头60进行光斑均匀校正测试得到的参考圈数；这样，通过预先的校正测试得到的参考圈数，可以使光斑校正组件50能够对激光的光斑进行有效的校正，得到均匀的光斑，从而使激光输出头60最终输出的光斑足够均匀。

在实际应用中，还可以参考适于无源光纤进行盘绕的直径，设计光斑校正组件50中的柱体的内径。

并且，由于光斑校正组件50中的柱体的螺纹的削刻深度，不小于无源光纤的直径，这样，刻有螺纹的柱体相当于具有多圈散热齿，从而可以对转为热能的激光能量进行及时有效的散热，提高光纤激光器的工作稳定性。图2示例性的示出了光斑校正组件50中，刻有螺纹的柱体的示意图；从图2中可以看到，在柱体上削刻螺纹后，该柱体便具有了多圈散热齿。

基于该实施例可见，本实用信息实施例提供的光纤激光器，具有大功率、光斑均匀以及工作稳定等多种优点，可以用于精密切割。

在一种可选实现方式中，如图3所示，所述光纤激光器还包括：第一隔离器70和第二隔离器80；

所述双包层有源光纤40的另一端，通过所述第一隔离器70连接所述光斑校正组件50中的所述多圈无源光纤的一端；

所述光斑校正组件50中的所述多圈无源光纤的另一端，通过所述第二隔离器80连接所述激光输出头60。

可以理解的是，在光纤激光器中增加第一隔离器和第二隔离器的作用在于，可以避免激光器内部的回光对激光器性能产生不利影响，从而提高光纤激光器的性能。

在一种可选实现方式中，所述柱体的材质为导热石墨；

此时，所述光斑校正组件的外表面可以罩有保护网筛，所述保护网筛的网孔的孔径，不大于人体的手指的参考直径。

可以理解的是，导热石墨具有较佳的导热性能，结合导热石墨自身刻有的螺纹，可以进一步提升散热效果。

另外，在光斑校正组件的外表面罩上保护网筛的目的在于，保护光斑校正组件中的导热石墨和无源光纤，使得导热石墨和无源光纤不易损坏；并且，将保护网筛的网孔的孔径，不大于人体的手指的参考直径，可以达到保护用户的人身安全的效果。图4示例性的示出了保护网筛的示意图。

本实用新型实施例中，所述π相移光纤光栅30所使用的光纤与所述双包层有源光纤40均掺杂有下述稀土元素中的任意一种：

锗、铒、钕、镨、钬、铕、镱、镝以及铥。

可以理解的是，在以实现激光切割为目的的应用场景下，上述的稀土元素中的任意一种，均可以适用于本实用新型实施例提供的光纤激光器中的π相移光纤光栅30和双包层有源光纤40。关于每种稀土元素对光纤激光器的整体性能的影响之间的区别，非本实用新型实施例的发明点，这里不再赘述。

在一种可选实现方式中，所述泵浦激光源组10的泵浦源可以为led或ld。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。