CN104297845A - 一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输*** - Google Patents

一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输***，在激光传输光纤靠近输出端的光纤内包层上的正向和反向设置正向光纤耦合结构和反向光纤耦合结构，反向光纤耦合结构将反向包层的反馈光耦合进入反向耦合探测光纤，正向光纤耦合结构将正向的包层光耦合进入正向耦合探测光纤，反向耦合探测光纤、正向耦合探测光纤分别连接一个光电探头装置，两个光电探头装置内的光电探头通过各自的信号线与信号处理电路相连，信号处理电路输出端输出报警信号或相关光信号。本发明在通光双包层光纤纤芯进行激光传输同时，能有效对在内包层传输的包层光及***外反射进入***内的反馈光进行实时监控，达到对于激光传输的包层功率监控及对激光传输***保护作用。

Description

一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输***
技术领域
本发明涉及一种可监控包层光及反馈光的激光传输***，该***在通光双包层光纤纤芯进行激光传输的同时，能有效对于在内包层传输的包层光以及激光传输***外反射进入***内的反馈光进行实时监控，达到对于激光传输的包层功率监控及对激光传输***的保护作用，属于高功率激光光纤传输技术领域。
背景技术
相较于传统的空间激光传输，激光的光纤传输可以实现稳定可靠的远距离柔性传输，所以激光光纤传输***广泛应用于激光加工工业领域。激光光束经过光纤传输后输出，通过光束整形后，作用于工件表面，利用激光的高能达到对工件进行加工的目的。激光光纤传输***中激光从传输光纤一段输出。
对于大部分采用光纤传输的激光器，使用的激光传输光纤为双包层光纤，激光在纤芯中传输。但是由于激光发生部分或者传输***与激光发生部分耦合的原因，实际在激光光纤传输***中，不仅在光纤纤芯有激光传输，同时在此双包层传输光纤的内包层中存在包层光传输。这种不在纤芯传播的包层光，会极大的影响激光光纤传输***输出的光束质量，同时影响传输***的安全性和稳定性。
在激光传输***实际应用过程中，激光照射在工件表面，由于光路可逆原理，被加工工件表面反射的激光在传输***输出孔径范围内的，会沿光路反向进入***形成反馈光，方向与纤芯激光输出方向相反。这种反馈光对激光传输***以及前段的激光发生部分会产生不利的影响。由于光纤内包层直径远大于纤芯直径，所以反馈光大多数都存在于激光传输***传输光纤内包层中。
发明内容
本发明的目的为了对影响激光光纤传输***的包层光和反馈光进行监控，实现对激光光纤传输***使用情况的实时跟踪及保护，而提出的一种激光传输***。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输***，包括：两个光电探头装置、信号处理电路、传输光纤、正向耦合探测光纤、反向耦合探测光纤，其特征在于：在激光传输光纤靠近输出端的光纤内包层上的正向和反向设置正向光纤耦合结构和反向光纤耦合结构，反向光纤耦合结构将反向包层的反馈光耦合进入反向耦合探测光纤，正向光纤耦合结构将正向的包层光耦合进入正向耦合探测光纤，反向耦合探测光纤、正向耦合探测光纤分别连接一个光电探头装置，两个光电探头装置内的光电探头通过各自的信号线与信号处理电路相连，信号处理电路输出端输出报警信号或相关光信号。通过正向耦合探测光纤、反向耦合探测光纤将包层光信号输入光电探头，利用光电探头将光信号转化为电信号，输入信号处理电路，达到对正向包层光和反向包层的反馈光监控的目的。当监控到的包层光功率到达报警功率时，信号处理电路发出报警信号，从而实现对激光光纤传输***进行保护的功能。
所述的正向光纤耦合结构就是在靠近激光输出光纤的输出端涂覆层及外包层去除处理成为裸纤，正向耦合探测光纤输出方向与激光传输***出光方向一致；正向耦合探测光纤与传输光纤内包层耦合后，正向传输的包层光将沿耦合方向部分耦合入正向耦合探测光纤。
所述的反向光纤耦合结构就是在靠近激光输出光纤的输出端涂覆层及外包层去除处理成为裸纤，反向耦合探测光纤输出方向与激光传输***出光方向相反，反向耦合探测光纤与传输光纤内包层耦合后，在包层中反向传输的反馈光将沿耦合方向部分耦合入反向耦合探测光纤。
本发明对比已有技术具有以下有益效果：本发明在激光传输光纤内包层上设置光纤耦合结构，将反向包层的反馈光及正向的包层光分别耦合进入反向光纤探测光纤和正向耦合探测光纤，利用光电探头达到对正向包层光和反向包层的反馈光监控的目的从而实现对激光光纤传输***的保护。
附图说明
图1为可监控包层光及反馈光的激光光纤传输***的示意图；
图2为包层光耦合部分示意图；
标号说明：
1为激光传输***出光部分的输出端，2为去除涂覆层的传输光纤，3为带涂覆层的传输光纤，4为反向光纤耦合结构，5为正向光纤耦合结构，6为反向耦合探测光纤，7为正向耦合探测光纤，8为反馈包层光光电探头装置，9为正向包层光光电探头装置，10为正向包层光光电探头装置信号线，11为反馈包层光光电探头装置信号线，12为信号处理电路，13为信号处理电路输出端，14为光电探头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输***，包括：两个光电探头装置(8，9)、信号处理电路12、传输光纤3、正向耦合探测光纤7、反向耦合探测光纤6，其特征在于：在激光传输光纤3靠近输出端1的光纤内包层上的正向和反向设置正向光纤耦合结构5和反向光纤耦合结构4，反向光纤耦合结构4将反向包层的反馈光耦合进入反向耦合探测光纤6，正向光纤耦合结构5将正向的包层光耦合进入正向耦合探测光纤7，反向耦合探测光纤6、正向耦合探测光纤7分别连接一个光电探头装置，两个光电探头装置(8，9)内的光电探头14通过各自的信号线(10,11)与信号处理电路12相连，信号处理电路12输出端13输出报警信号或相关光信号。通过正向耦合探测光纤、反向耦合探测光纤将包层光信号输入光电探头，利用光电探头将光信号转化为电信号，输入信号处理电路，达到对正向包层光和反向包层的反馈光监控的目的。当监控到的包层光功率到达报警功率时，信号处理电路发出报警信号，从而实现对激光光纤传输***进行保护的功能。
如图2所示，在激光传输光纤3靠近输出端1的去除涂覆层的传输光纤2的内包层上设置正向光纤耦合结构5和反向光纤耦合结构4，所述的正向光纤耦合结构5就是在靠近激光输出光纤的输出端涂覆层及外包层去除处理成为裸纤，正向耦合探测光纤7输出方向与激光传输***出光方向一致；正向耦合探测光纤7与传输光纤3内包层耦合后，正向传输的包层光将沿耦合方向部分耦合入正向耦合探测光纤7；所述的反向光纤耦合结构4就是在靠近激光输出光纤的输出端涂覆层及外包层去除处理成为裸纤，反向耦合探测光纤6输出方向与激光传输***出光方向相反，反向耦合探测光纤6与传输光纤内包层耦合后，在包层中反向传输的反馈光将沿耦合方向部分耦合入反向耦合探测光纤6。由于耦合方向不同，正向包层光几乎不会耦合进入反馈光的反向耦合探测光纤6。同理，反向包层的反馈光也几乎不耦合进入正向耦合探测光纤7。所以两种探测信号不会发生干扰。
通过正向耦合探测光纤7将包层光信号输入光电探头装置9内，通过反向耦合探测光纤6将反向包层的反馈光信号输入光电探头装置8内，在电探头装置9和电探头装置8装置均安装有探头14内，利用探头14将探测光纤收集的包层光信号转化为电信号，分别通过信号线(10,11)输入信号处理电路12。从信号处理电路12的输出端13能输出报警信号或相关光信号。
当正向光纤耦合结构5相连的光电探头装置9的探头14探测到的光信号大于报警信号阈值时，信号处理电路12通过输出端13发出包层光报警信号，提示报警。当反向光纤耦合结构4相连的光电探头装置8的探头14探测到的光信号大于报警信号阈值时，信号处理电路12通过输出端13发出包层光报警信号，提示报警。

Claims (3)

1.一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输***，包括：两个光电探头装置、信号处理电路、传输光纤、正向耦合探测光纤、反向耦合探测光纤，其特征在于：在激光传输光纤靠近输出端的光纤内包层上的正向和反向设置正向光纤耦合结构和反向光纤耦合结构，反向光纤耦合结构将反向包层的反馈光耦合进入反向耦合探测光纤，正向光纤耦合结构将正向的包层光耦合进入正向耦合探测光纤，反向耦合探测光纤、正向耦合探测光纤分别连接一个光电探头装置，两个光电探头装置内的光电探头通过各自的信号线与信号处理电路相连，信号处理电路输出端输出报警信号或相关光信号。
2.根据权利要求1所述的一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输***，其特征在于：所述的正向光纤耦合结构就是在靠近激光输出光纤的输出端涂覆层及外包层去除处理成为裸纤，正向耦合探测光纤输出方向与激光传输***出光方向一致；正向耦合探测光纤与传输光纤内包层耦合后，正向传输的包层光将沿耦合方向部分耦合入正向耦合探测光纤。
3.根据权利要求1所述的一种可监控包层光及反馈光的激光光纤传输***，其特征在于：所述的反向光纤耦合结构就是在靠近激光输出光纤的输出端涂覆层及外包层去除处理成为裸纤，反向耦合探测光纤输出方向与激光传输***出光方向相反，反向耦合探测光纤与传输光纤内包层耦合后，在包层中反向传输的反馈光将沿耦合方向部分耦合入反向耦合探测光纤。
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