CN108692230A - 一种激光光纤捕鱼灯 - Google Patents

Abstract

本发明属于深海捕鱼技术领域，具体为一种激光光纤捕鱼灯。包括半导体激光光源、光纤耦合分束器和导光光纤；半导体激光光源上的激光出光口与光纤耦合分束器的进光口对接，光纤耦合分束器分散出光口与若干条导光光纤对接；所述半导体激光光源发射出单束光，经过光纤耦合分束器分散传递给若干条导光光纤导光。本发明具有体积小、光效高、能耗低且吸引鱼群的光谱精确可调等特点；由于光电分开，光纤在深海水下无需防水处理，甚至可以用到水下600米或更深同时光纤代替电缆；本发明体积和重量明显减小、成本降低、维护方便、性价比显著提高。

Description

一种激光光纤捕鱼灯

技术领域

本发明属于深海捕鱼技术领域，具体涉及一种激光光纤捕鱼灯。

背景技术

传统的海上灯光围网捕鱼多采用金卤灯，单灯功率在1500W以上，单艘渔船需安装一百余盏，加上渔船海上电能全部依赖船载柴油机发电提供，这种捕鱼方式耗能巨大，严重制约了渔船的出海时间及捕鱼量。此外，金卤灯有汞污染，影响环境；它是玻璃制品容易破碎而且有大量的紫外线输出，会对人体和海洋生物造成伤害；无法即时启动，一般需要15分钟才能重新完全启动；无法根据捕鱼环境和种类调节亮度和光色；它的寿命一般为2300小时左右，具有严重的光衰问题。

把激光半导体（LD）耦合进光纤，制备成大功率激光光纤捕鱼灯，与传统的捕鱼灯相比具有明显的优势。本发明的目的就是开发体积小、光效高、能耗低且吸引鱼群的光谱精确可调等特点的新的激光光纤捕鱼灯。在电气安全方面，达到防水防潮防雷电，低压直流工作，使用寿命长，光电分离，使用安全可靠。由于光电分开，在深海水下无需防水处理，该激光光纤捕鱼灯可以用到水下600米或更深。该激光光纤捕鱼灯与传统捕鱼灯相比，很大程度减少了紫外线对渔民身体的伤害。原先灯光的紫外线很强，渔民作业的时候被照射到后有脱皮等症状，而现在它能有效保护渔民的身体，在保护渔民眼睛的同时，使渔民作业更加愉快、轻松。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功耗低、稳定性好、吸引鱼群的光谱精确可调的激光光纤捕鱼灯。

本发明所提供的大功率激光光纤捕鱼灯，包括半导体激光光源1、光纤耦合分束器2和导光光纤3；

所述半导体激光光源1上设有激光出光口10，所述光纤耦合分束器2设有一个进光口11和一个分散出光口12，所述导光光纤3有若干条；所述激光出光口10与进光口11对接，分散出光口12与若干条导光光纤3对接；所述半导体激光光源1发射出单束光，经过光纤耦合分束器2分散传递给若干条导光光纤3导光。

本发明中，所述半导体激光光源1上还设有一个控制器；控制器包括能调节半导体激光光源1的激光亮度的功率调整器和能调节半导体激光光源1激光发光色的光谱调整器，功率调整器和光谱调整器通过在控制器的控制面板上设置按键来调节。

本发明中，所述按键有若干，分别对应功率开、关、大小调整以及对应不同的预设光谱值。这些不同光谱值（激光不同颜色）针对吸引不同的鱼类。

本发明中，所述控制器同半导体激光光源1采用有线或无线连接控制。

本发明中，所述导光光纤3上还设有一个能收拢导光光纤3的绕线器。能将导光光纤3快速缩短收拢，便于收纳。

本发明中，所述绕线器包括收纳导光光纤3的绕线筒4，支撑绕线筒4的支撑架5和带动绕线筒4转动的摇转装置6；

所述支撑架5包括底座和两个支撑臂；两个支撑臂设置在底座两端，两个支撑臂上设有等高的转孔7；所述绕线筒4为空心柱状，两端封闭，光纤耦合分束器2固定设置于绕线筒4中；绕线筒4柱状两端端面中心各设有一个圆柱形凸起作为转轴，两个转轴同轴，分别***两个支撑臂的转孔7中，同支撑臂转动连接；

所述绕线筒4两端的两个转轴，一个作为进光轴8，另一个作为摇转轴9；

所述进光轴8为空心圆管；进光轴8的一端同半导体激光光源1的激光出光口10对接，另一端在绕线筒4中，同光纤耦合分束器2的进光口11对接，由此将半导体激光光源1发出的光引至光纤耦合分束器2中；

所述绕线筒4的筒侧壁设有一个供导光光纤3穿出的光纤孔13，所述导光光纤3一端同光纤耦合分束器2分散出光口12连接，另一端从光纤孔13中穿出到绕线筒4外；

所述摇转轴9同摇转装置6固定连接。

由于绕线筒4两端转轴同两个支撑臂的转孔7转动连接，摇转装置6同摇转轴9固定连接，转动摇转装置6，整个绕线筒4转动，从而将导光光纤3连续缠绕在绕线筒4外表面上，起到收拢导光光纤3作用；而向外拉扯导光光纤3，带动绕线筒4反向转动，起到放长导光光纤3作用。

本发明中，所述半导体激光光源1整合设置于同进光轴8对接的支撑臂中，在支撑臂中，半导体激光光源1的激光出光口10直接同进光轴8对接；控制器的控制面板设置于支撑臂外侧壳体表面上。

本发明中，所述摇转装置6为一直杆，直杆两端各设有一个与直杆垂直的横杆，两横杆平行且方向相反；其中，一个横杆***摇转轴9并固定，另一个横杆作为手摇柄。

本发明中，所述摇转装置6为转动电机，转动电机的转轴同摇转轴9固定连接，所述控制器上设有控制电机启停、正反转的按键。转动电机正、反转带动绕线筒4正、反转，达到自动收线、放线的作用。

本发明中，所述摇转装置6为转动电机，设置于同摇转轴9对接的支撑臂中；在支撑臂中，转动电机直接同摇转轴9对接；转动电机控制线与电源线从同摇转轴9对接的支撑臂内部经底座内部，到同进光轴8对接的支撑臂内部，由此和控制器连接，和半导体激光光源1一起取电。

本发明中，所述支撑架5上还设有同船体连接的连接器；

该连接器为同船沿栏杆固定的夹扣；夹扣能将支撑架5同栏杆固定在一起，防止支撑架5滑动；或者：

该连接器为设置于支撑架5底部的多脚支撑架；能稳固立在甲板上。

本发明中，半导体激光光源1通过渔船发动机供电或者蓄电池供电。

本发明中，所述半导体激光光源1的激光出光口10的光斑直径在5-15cm。采用半导体制冷、水冷或强制风冷散热，功率大小以及光谱范围可调节。

本发明中，所述耦合分束器2与半导体激光器1的连接处采用光学透镜或导光材料，以收纳绝大多数光源1所发出的光线。

本发明中，所述导光光纤3外设有一层抗压抗拉抗腐蚀的保护套，增加导光光纤3的机械强度以及下潜重量，保证光纤升降拉扯过程光纤不受损害。

本发明使用时，转动绕线筒放松并拉长导光光纤，将光纤头一端放入海水中，达到所需深度后，停止绕线筒转动，通过控制器启动半导体激光光源发射激光，激光经光纤耦合分束器至各条导光光纤，光纤头在海水中发光，吸引海鱼，以便撒网捕捉。通过调整激光光谱，改变发光颜色，由此吸引不同种类的鱼。

而将光纤耦合分束器集成于绕线筒中，利用绕线筒转轴作为半导体激光光源和光纤耦合分束器的连接光路，将绕线装置和发光装置高度整合，有效缩小体积。而将半导体激光光源和转动电机整合于支撑架中，进一步缩小整体体积，便于海上搬运作业。

本发明将单光源的激光光源通过光纤分散，相比传统的需要采用若干白炽灯进行照明，其激光光源稳定性更高，寿命更长，并且功耗大大降低，节约了捕鱼成本。并且激光光源可以通过光谱调节改变发光色，轻松应对各种需求。

本发明的优点在于所涉及的光纤捕鱼灯具有节能，穿透效率高，以及光谱针对性强的优点。

附图说明

图1为本发明基本结构简图。

图2为实施例1结构剖视图示。

图3为实施例1外观结构简图。

图4为实施例2结构剖视图示。

图5为现有光纤耦合分束器的两种耦合分束结构原理示意图。

图中标号：半导体激光光源1，光纤耦合分束器2，导光光纤3，绕线筒4，支撑架5，摇转装置6，转孔7，进光轴8，摇转轴9，激光出光口10，进光口11，分散出光口12，光纤孔13。

具体实施方式

实施例1

本发明包括半导体激光光源1、光纤耦合分束器2和导光光纤3；

所述半导体激光光源1采用集成高功率密度封装，包括一个塑料壳体，各个半导体激光元器件设置于壳体内，壳体上设有激光出光口10。

所述导光光纤3上还设有一个能收拢导光光纤3的绕线器；能将导光光纤3快速缩短收拢，便于收纳；所述绕线器包括绕线筒4，支撑架5和摇转装置6；

所述支撑架5设有一个底座，采用塑料材质底座，内设有配重块，底座两端设有等高的且垂直于底座的支撑臂，采用塑料材质，两个支撑臂上设有等高的转孔7，两转孔7的轴线在同一水平线上；所述绕线筒4为空心圆柱形，两端封闭，光纤耦合分束器2固定设置于绕线筒4中；绕线筒4圆柱状两端端面圆心位置各设有一个圆柱形凸起作为转轴，转轴分别***两个支撑臂的转孔7中，同支撑臂转动连接；由此，绕线筒4能在支撑臂上转动。

所述绕线筒4两端两个转轴中，一个作为进光轴8，另一个作为摇转轴9；

所述进光轴8为空心圆管；进光轴8的一端同半导体激光光源1的激光出光口10对接，另一端在绕线筒4中，同绕线筒4的端面连接，该端面对应进光轴8的位置开开有一孔，该孔同光纤耦合分束器2的进光口11对接，由此将半导体激光光源1发出的光引至光纤耦合分束器2中。

所述光纤耦合分束器2的进光口11的一端外端面，和绕线筒4同进光轴8连接端的内端面贴合；并采用强力胶或者螺丝固定在一起，另外，光纤耦合分束器2壳体可以再通过若干支撑杆同绕线筒4的内筒壁固定连接，进行进一步加固；保证光纤耦合分束器2在绕线筒4中牢固稳定，不会晃动。

所述绕线筒4的筒侧壁设有一个供导光光纤3穿出的光纤孔13，所述导光光纤3一端同光纤耦合分束器2分散出光口12连接，另一端从光纤孔13中穿出；导光光纤3外设有一层抗压抗拉抗腐蚀的保护套，增加导光光纤3的机械强度以及下潜重量，保证光纤升降拉扯过程光纤不受损害。而光纤头发光端部分没有该保护套，便于分散发光。

所述摇转轴9穿过支撑臂的转孔7后，同摇转装置6固定连接。摇转装置6类似Z字形，为一直杆，直杆两端各设有一个与直杆垂直的横杆，两横杆平行且方向相反；其中，一个横杆***摇转轴9并固定，另一个横杆作为手摇柄。

由于绕线筒4两端转轴同两个支撑臂的转孔7转动连接，摇转装置6同摇转轴9固定连接，转动摇转装置6，整个绕线筒4绕着转轴转动，从而将导光光纤3连续缠绕在绕线筒4上，起到收拢导光光纤3作用；而向外拉扯导光光纤3，带动绕线筒4反向转动，起到放长导光光纤3作用。

所述半导体激光光源1上还设有一控制器；控制器包括能调节半导体激光光源1激光亮度的功率调整器和能调节半导体激光光源1激光发光色的光谱调整器，功率调整器和光谱调整器通过在控制器的控制面板上设置按键来调节。所述按键有若干，分别对应功率开、关、大小调整以及对应不同的预设光谱值。预设光谱值范围500~600nm。这些不同光谱值（激光不同颜色）针对吸引不同种的鱼类。所述控制器的控制面板设置于半导体激光光源1的壳体表面，便于人员操作。

所述支撑架5的底座下设有四脚支撑脚，四个支撑脚向外趴开，与地面呈一斜角，能稳固立在甲板上。

所述半导体激光光源1通过渔船发动机供电或者蓄电池供电。

所述半导体激光光源1的激光出光口10的光斑直径在5-15cm。采用半导体制冷、水冷或强制风冷散热，功率大小以及光谱范围可调节。

所述光纤耦合分束器2选用市面常规规格的产品，采用双光学透镜和导光材料，以收纳绝大多数光源1所发出的光线，修正的入射激光角度，扩散并均匀直射各个导光光纤，其工作原理如图5所示。

实施例2

本发明中，所述半导体激光光源1整合设置于同进光轴8对接的支撑臂中，半导体激光光源1的壳体直接利用了支撑臂的壳体，在支撑臂中，半导体激光光源1的激光出光口10直接同进光轴8对接；控制器的控制面板设置于支撑臂外侧壳体表面上。

所述摇转装置6为转动电机，设置于同摇转轴9对接的支撑臂中，在支撑臂中，转动电机直接同摇转轴9对接，固定连接；电机控制线与电源线从同摇转轴9对接的支撑臂内部经底座内部，到同进光轴8对接的支撑臂内部，由此和控制器连接，和半导体激光光源1一起取电。

所述控制器的控制面板上还设有控制电机启停、正反转的控制按键。转动电机正、反转带动绕线筒4正、反转，达到自动收线、放线的作用。

所述支撑架5上设有延长杆；延长杆的一端同支撑架5壳体连接，另一端同C型卡接连接器固定连接；该C型卡接连接器能卡套在船沿圆柱形栏杆上；C型开口处设有贯穿连接开口两端的长螺钉，通过拧动长螺钉来收紧C型开口，达到将支撑架5同栏杆固定在一起，防止支撑架5滑动。

其余结构同实施例1。

本发明使用时，转动绕线筒放松并拉长导光光纤，将光纤头一端放入海水中，达到所需深度后，停止绕线筒转动，通过控制器启动半导体激光光源1发射激光，激光经光纤耦合分束器2至各条导光光纤3，光纤头在海水中发光，吸引海鱼，以便撒网捕捉。通过调整激光光谱，改变发光颜色，由此吸引不同种类的鱼。

而将光纤耦合分束器2集成于绕线筒4中，利用绕线筒4转轴作为半导体激光光源1和光纤耦合分束器2的连接光路，将绕线装置和发光装置高度整合，有效缩小体积。而将半导体激光光源和转动电机整合于支撑架中，进一步缩小整体体积，便于海上搬运作业。

本发明中，所述导光光纤在与耦合分束器连接处的多股光纤头采用光学熔合或光学定位方式加工，以满足光学效率与机械强度要求。导光光纤可以根据需要进行掺杂，增加光的输出能量，同时可以根据鱼群的深度，调节光纤长度并形成端点发光或侧发光的。将单光源的激光光源通过光纤分散，相比传统的需要采用若干白炽灯进行照明，其激光光源稳定性更高，寿命更长，并且功耗大大降低，节约了捕鱼成本。并且激光光源可以通过光谱调节改变发光色，轻松应对各种需求。而集成绕线器，能将各组件高度整合，减小体积，便于搬运和携带。

本发明的优点在于所涉及的光纤捕鱼灯具有节约电能，运作时间持久，穿透效率高，光谱针对性强，同时便于携带。

Claims (10)

1.一种激光光纤捕鱼灯，其特征在于，包括半导体激光光源（1）、光纤耦合分束器（2）和导光光纤（3）；

所述半导体激光光源（1）上设有激光出光口（10），所述光纤耦合分束器（2）设有一个进光口（11）和一个分散出光口（12），所述导光光纤（3）有若干条；所述激光出光口（10）与进光口（11）对接，分散出光口（12）与若干条导光光纤（3）对接；所述半导体激光光源（1）发射出单束光，经过光纤耦合分束器（2）分散传递给若干条导光光纤（3）导光。

2.如权利要求1所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述半导体激光光源（1）上还设有一个控制器；控制器包括能调节半导体激光光源（1）的激光亮度的功率调整器和能调节半导体激光光源（1）激光发光色的光谱调整器，功率调整器和光谱调整器通过在控制器的控制面板上设置按键来调节。

3.如权利要求2所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述按键有若干，分别对应功率开、关、大小调整以及对应不同的预设光谱值；所述控制器同半导体激光光源（1）采用有线或无线连接控制。

4.如权利要求2所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述导光光纤（3）上还设有一个能收拢导光光纤（3）的绕线器。

5.如权利要求4所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述绕线器包括收纳导光光纤（3）的绕线筒（4），支撑绕线筒（4）的支撑架（5）和带动绕线筒（4）转动的摇转装置（6）；

所述支撑架（5）包括底座和两个支撑臂；两个支撑臂设置在底座两端，两个支撑臂上设有等高的转孔（7）；所述绕线筒（4）为空心柱状，两端封闭，光纤耦合分束器（2）固定设置于绕线筒（4）中；绕线筒（4）柱状两端端面中心各设有一个圆柱形凸起作为转轴，两个转轴同轴，分别***两个支撑臂的转孔（7）中，同支撑臂转动连接；

所述绕线筒（4）两端的两个转轴，一个作为进光轴（8），另一个作为摇转轴（9）；

所述进光轴（8）为空心圆管；进光轴（8）的一端同半导体激光光源（1）的激光出光口（10）对接，另一端在绕线筒（4）中，同光纤耦合分束器（2）的进光口（11）对接，由此将半导体激光光源（1）发出的光引至光纤耦合分束器（2）中；

所述绕线筒（4）的筒侧壁设有一个供导光光纤（3）穿出的光纤孔（13），所述导光光纤（3）一端同光纤耦合分束器（2）分散出光口（12）连接，另一端从光纤孔（13）中穿出到绕线筒（4）外；

所述摇转轴（9）同摇转装置（6）固定连接。

6.如权利要求5所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述半导体激光光源（1）整合设置于同进光轴（8）对接的支撑臂中，在支撑臂中，半导体激光光源（1）的激光出光口（10）直接同进光轴（8）对接；控制器的控制面板设置于支撑臂外侧壳体表面上。

7.如权利要求6所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述摇转装置（6）为一直杆，直杆两端各设有一个与直杆垂直的横杆，两横杆平行且方向相反；其中，一个横杆***摇转轴（9）并固定，另一个横杆作为手摇柄。

8.如权利要求5所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述摇转装置（6）为转动电机，转动电机的转轴同摇转轴（9）固定连接，所述控制器上设有控制电机启停、正反转的按键；转动电机正、反转带动绕线筒（4）正、反转，达到自动收线、放线的作用。

9.如权利要求8所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述摇转装置（6）为转动电机，设置于同摇转轴（9）对接的支撑臂中；在支撑臂中，转动电机直接同摇转轴（9）对接；转动电机控制线与电源线从同摇转轴（9）对接的支撑臂内部经底座内部，到同进光轴（8）对接的支撑臂内部，由此和控制器连接，和半导体激光光源（1）一起取电。

10.如权利要求5所述的激光光纤捕鱼灯，其特征在于，所述支撑架（5）上还设有同船体连接的连接器；

该连接器为同船沿栏杆固定的夹扣；夹扣能将支撑架（5）同栏杆固定在一起，防止支撑架（5）滑动；或者：

该连接器为设置于支撑架（5）底部的多脚支撑架；能稳固立在甲板上。