CN208548567U - 光纤激光器及其剥模器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光纤激光器及其剥模器，剥模器包括传能光纤及信号监控光纤。传能光纤具有输入端及与输入端相对的输出端，传能光纤上形成有回光监控位及剥模区，剥模区位于输入端与输出端之间，回光监控位位于输入端与剥模区之间。信号监控光纤的一端设置于回光监控位，并与传能光纤光连接。本实用新型提供的光纤激光器及其剥模器能够准确测量回光强度，进而能够精准的实现高反材料类别的判别。

Description

光纤激光器及其剥模器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种光纤激光器及其剥模器。

背景技术

激光器通常包括合束器、谐振腔、剥模器及输出接头。泵浦光在合束器耦合，形成特定波段的光线，并传输至谐振腔。谐振腔可将特定波段的光线合成需要的激光，并从剥模器传输至输出接头，进而对高反材料进行焊接或切割。同时，高反材料对激光还有反射作用，反射后的回光在剥模器进行剥除，强度减弱，以避免回光过强损坏谐振腔及合束器。被剥除后的回光通过谐振腔后进入合束器，在合束器远离谐振腔的一端对回光进行强度监控，并根据回光强度判断高反光材料的类别。

然而，回光强度在进入谐振腔之后容易受到谐振腔的影响而发生变化。进而导致在合束器上检测到的回光强度不准确，对高反材料将产生误判。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的回光强度不准确的问题，提供一种能够准确测量回光强度的光纤激光器及其剥模器。

一种剥模器，包括：

传能光纤，具有输入端及与所述输入端相对的输出端，所述传能光纤上形成有回光监控位及剥模区，所述剥模区位于所述输入端与所述输出端之间，所述回光监控位位于所述输入端与所述剥模区之间；

信号监控光纤，其一端设置于所述回光监控位，并与所述传能光纤光连接。

在其中一个实施例中，所述剥模区为毛化区。

在其中一个实施例中，所述传能光纤与所述信号监控光纤在所述回光监控位熔融形成熔合区。

在其中一个实施例中，还包括封装管，所述封装管包覆于所述熔合区。

在其中一个实施例中，还包括套管，所述套管套设于所述封装管及所述传能光纤，并延伸至所述输出端。

在其中一个实施例中，所述套管的两端分别与所述封装管及所述输出端的外壁胶接。

在其中一个实施例中，所述封装管及所述套管均为透明的玻璃圆管。

一种光纤激光器，包括：

合束器；

谐振腔；

输出接头；

接收端；及

上述剥模器，所述谐振腔的两端分别与所述合束器及所述输入端光连接，所述输出接头与所述输出端光连接，所述接收端与所述信号监控光纤远离所述传能光纤的一端电连接。

上述光纤激光器及其剥模器，信号监控光纤的一端设置于回光监控位，并与传能光纤光连接。当回光从输出端返回，在剥模区进行剥除后，回光强度减小。进而，传输至回光监控位时，由于信号监控光纤的一端与传能光纤光连接，因此，一部分回光将耦合至信号监控光纤，进而可根据耦合于信号监控光线的回光强度对高反光材料的类别进行判定。相较于传统的在合束器的一端检测回光强度而言，上述剥模器可在回光进入谐振腔之前便可对回光进行分流，以对回光的强度进行检测，进而可避免回光受到谐振腔的影响而导致回光强度不准确的情况发生。因此，上述光纤激光器及其剥模器能够准确测量回光强度，进而精准的实现高反材料类别的判别。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中剥模器的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种光纤激光器及其剥模器。

请参阅图1，本实用新型较佳实施例中的光纤激光器包括合束器、谐振腔、输出接头、接收端及剥模器100。合束器与谐振腔、剥模器100、输出接头依次光连接，接收端与剥模器100光连接。

光线在合束器进行光耦合，生成特定波段的泵浦光。谐振腔的两端分别与合束器及剥模器100光连接。谐振腔接收从合束器发出的泵浦光，泵浦光可在谐振腔内生成满足焊接及切割需求的激光。剥模器100可接收从谐振腔内发出的激光，并向光纤激光器的下一元件传输。输出接头接收从剥模器100传输的激光，向高反材料发射，以对高反材料进行分割或焊接。接收端与剥模器100光连接。

具体的，光纤激光器工作时，泵浦光通过合束器、谐振腔的作用下，生成可满足切割或焊接的激光，并通过剥模器100，传递至输出接头以对高反材料进行焊接或分割。同时，高反材料还能反射激光。以下将反射的激光称为回光。若回光过强，回光沿激光的出射路线返回将烧坏光纤激光器的内部元件。而在谐振腔与输出接头之间设置的剥模器100可对大部分的回光进行剥除，以减小回光的强度，从而可避免回光对光纤激光器造成损害。同时，经过剥除后的部分回光还可在剥模器100分流，并反馈至接收端。接收端可根据在剥模器100分流的回光强度判别切割或者焊接的高反光材料的类别。

本实用新型较佳实施例中的剥模器100包括传能光纤110及信号监控光纤120。

传能光纤110具有输入端111及与输入端111相对的输出端112。传能光纤110用于传输激光及回光。在光纤激光器中，谐振腔与输入端111光连接，输出接头与输出端112光连接。故谐振腔的激光可通过传能光纤110传输至输出接头，以对高反材料进行切割或焊接。

传能光纤110上形成有回光监控位113及剥模区114，剥模区114位于输入端111与输出端112之间，回光监控位113位于输入端111与剥模区114之间。剥模区114用于剥除回光。具体地，在形成剥模区114之前首先应去除传能光纤110的涂覆层，形成裸光纤。并对裸光纤进行反复擦拭，以保证裸光纤的清洁，防止碎屑或涂覆残留物粘附与光纤上对光线传导产生影响。

具体地，剥除回光时，可在剥模区114填充不同折射率的胶水，剥模区114包覆有光纤包层，胶水的折射率高于光纤包层的折射率，如此，光在胶水与包层的交界面处将无法发生全反射。大部分的光通过折射导入至胶水，胶水中的光再导入至空气，从而达到把光纤包层的光过滤掉的目的。或者，可以将剥模区114拉制形成锥形区域以剥除回光。又或者，也可以将剥模区114设置为毛化区，以对回光进行剥除。具体在本实施例中，剥模区114为毛化区。具体操作时，可通过机械刻蚀或化学浸蚀的方式，将去除涂覆层的剥模区114进行毛化处理，以使得剥模区114形成毛化的表面。在本实施例中，所谓的毛化区是指通过机械刻蚀或化学浸蚀的方式在剥模区114形成粗糙的表面。

从输出接头反射的回光在剥模区114随机发生散射，以从光纤中导出。因此，回光强度发生衰减，强度减弱。故通过将剥模区114设置为毛化区，可减小剥模区114的制作过程，且无需引入其他的剥模元件，因而便于降低剥模器100的生产成本。

信号监控光纤120设置于回光监控位113，其一端与传能光纤110光连接。故通过剥模之后的回光，在回光监控位113进行分流，其中一部分按照预设的比例进入到信号监控光纤120。具体的，可在信号监控光纤120上设置光敏元件，光敏元件可将分流后的回光生成电信号。在光纤激光器中，接收端与信号监控光纤120远离传能光纤110的一端电连接。因此，电信号可传输至接收端。接收端通过接收的电信号判别高反材料的类别。此外，另一部分的回光通过谐振腔返回至合束器。需要说明的是，经过剥模区114剥除后的回光，由于强度已经比较低，所以不会对光纤激光器内部的元件造成损害。

需要说明的是，在其他实施例中，也可以在接收端设置光敏元件，信号监控光纤120将分流后的回光传送至接收端，在接收端生成电信号，并通过电信号对高反材料的类别进行判定。

在本实施例中，传能光纤110与信号监控光纤120在回光监控位113熔融形成熔合区115。

具体地，在形成融合区之前，应先去除信号监控光纤120表面的涂覆层，形成裸露的信号监控光纤120。进而，对信号监控光纤120进行预拉处理，以减小信号监控光纤120的直径。而后，将预拉后的信号监控光纤120与传能光纤110的回光监控位113贴合，并采用侧泵拉锥技术，将信号监控光纤120与传能光纤110进行加热熔合，以形成特殊的波导结构。进入熔合区115的回光可在波导结构发生光耦合，并分别从信号监控光纤120及传能光纤110传出。需要说明的是，在本实施例中，经过预拉处理后的信号监控光纤120与传能光纤110更易熔合，便于提高熔合效率及熔合质量。

因此，通过在回光监控位113将传能光纤110与信号监控光纤120熔融形成熔合区115，不仅实现了传能光纤110与信号监控光纤120的固定，可防止传能光纤110与信号监控光纤120相互脱离而导致光连接失效，而且，回光还可在熔合区115发生耦合，以根据预设比例实现更加精准的回光分流，从而使得剥模器100能够准确测量回光强度，进而精准的实现高反材料类别的判断。

需要说明的是，在其他实施例中，也可以仅去除传能光纤110位于剥模区114及回光监控位113的涂覆层。信号监控光纤120可仅去除与回光监控位113贴合部分的涂覆层。

在本实施例中，剥模器100还包括封装管130。封装管130包覆于熔合区115。

通过设置封装管130，将熔合区115包覆于封装管130内，可防止外界的水汽、杂质或其它物质或冲击对熔合区115造成影响，从而使得回光在熔合区115可进行光耦合，进而使得剥模器100能够准确测量回光强度，以实现高反材料类别精准的判断。

需要说明的是，在制作剥模器100的过程中，一般先设置熔合区115，进而再设置毛化区。因此，封装管130仅能套设于熔合区115，并延伸至靠近剥模区114的位置，但不能覆盖剥模区114。熔合区115收容于封装管130内时，传能光纤110与信号监控光纤120可通过胶接或者外部紧固件与封装管130的内壁固定连接，以防止在剥模器100的使用过程中，传能光纤110与信号监控光纤120相对封装管130移动，造成熔合区115暴露于封装管130外而影响测试结果。

在本实施例中，剥模器100还包括套管140。套管140套设于封装管130及传能光纤110，并延伸至输出端112。

由于剥模区114位于熔合区115及输出端112之间，因此，通过设置套管140，可将剥模区114包覆于套管140内。因而可防止外界的水汽、杂质或其它物质或冲击对熔合区115造成影响，从而使得回光在熔合区115可进行光耦合，进而使得剥模器100能够准确测量回光强度，以实现高反材料类别精准的判断。同时，套管140套设于封装管130上，还可对熔合区115实现双重保护，以获得更加准确的测试结果。

需要说明的是，在其他实施例中，套管140也可仅包覆于剥模区114，或者，仅包覆于封装管130朝向剥模区114的一端的端面与输出端112之间。只需确保套管140可对剥模区114实现保护即可。

在本实施例中，套管140的两端分别与封装管130及输出端112的外壁胶接。

通过胶接可实现套管140与封装管130及传能光纤110的固定。故可防止在剥模器100的使用过程中，传能光纤110相对套管140移动，造成剥模区114暴露于套管140外而影响测试结果。而且，通过胶接的方式，使得套管140与封装管130及传能光纤110的固定方式简单易行，且无需引入外部紧固件，因而便于降低剥模器100的生产成本及设计难度。

进一步地，在本实施例中，封装管130及套管140均为透明的玻璃圆管。

通过设置透明的玻璃管，通过剥模区114散射到封装管130及套管140内部的回光可完全从玻璃管透射到外部的空气中，进而可有效的降低封装管130及套管140内部的温度，从而可避免剥模器100内部因温度过高而发生故障。而且，将封装管130及套管140均设置为透明的玻璃圆管，操作者还可以从外部观察到内部元件的设置情况，当内部元件的位置发生偏移时，可及时的对其进行调整，以便于剥模器100正常使用。

上述光纤激光器及其剥模器100，信号监控光纤120的一端设置于回光监控位113，并与传能光纤110光连接。当回光从输出端112返回，在剥模区114进行剥除后，回光强度减小。进而，传输至回光监控位113时，由于信号监控光纤120的一端与传能光纤110光连接，因此，一部分回光将耦合至信号监控光纤120，进而可根据耦合于信号监控光线120的回光强度对高反光材料的类别进行判定。相较于传统的在合束器的一端检测回光的强度而言，上述剥模器100可在回光进入谐振腔之前便可对回光进行分流，以对回光强度进行检测，进而可避免回光受到谐振腔的影响而导致回光强度不准确的情况发生。因此，上述光纤激光器及其剥模器100能够准确测量回光强度，进而精准的实现高反材料类别的判别。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种剥模器，其特征在于，包括：

传能光纤，具有输入端及与所述输入端相对的输出端，所述传能光纤上形成有回光监控位及剥模区，所述剥模区位于所述输入端与所述输出端之间，所述回光监控位位于所述输入端与所述剥模区之间；

信号监控光纤，其一端设置于所述回光监控位，并与所述传能光纤光连接。

2.根据权利要求1所述的剥模器，其特征在于，所述剥模区为毛化区。

3.根据权利要求1所述的剥模器，其特征在于，所述传能光纤与所述信号监控光纤在所述回光监控位熔融形成熔合区。

4.根据权利要求3所述的剥模器，其特征在于，还包括封装管，所述封装管包覆于所述熔合区。

5.根据权利要求4所述的剥模器，其特征在于，还包括套管，所述套管套设于所述封装管及所述传能光纤，并延伸至所述输出端。

6.根据权利要求5所述的剥模器，其特征在于，所述套管的两端分别与所述封装管及所述输出端的外壁胶接。

7.根据权利要求5所述的剥模器，其特征在于，所述封装管及所述套管均为透明的玻璃圆管。

8.一种光纤激光器，其特征在于，包括：

合束器；

谐振腔；

输出接头；

接收端；及

如上述权利要求1至7任意一项所述的剥模器，所述谐振腔的两端分别与所述合束器及所述输入端光连接，所述输出接头与所述输出端光连接，所述接收端与所述信号监控光纤远离所述传能光纤的一端电连接。